鋼板焊接葉輪在槐扒黃河提水泵站中的應用

□□□杜克勤

（1河南科源水利建設工程檢測有限公司；2三門峽市水資源管理處）

鋼板焊接葉輪在槐扒黃河提水泵站中的應用

□蘇 陽1□劉艷萍2□杜克勤2

（1河南科源水利建設工程檢測有限公司；2三門峽市水資源管理處）

鋼板焊接葉輪適合黃河含沙水質工況，具有良好抗氣蝕、耐磨蝕性，效率高，使用壽命長，可修復性強，性價比比較好，在黃河堤灌工程中具有一定的推廣價值。文章結合三門峽市槐扒黃河提水工程為例，探討了鋼板焊接葉輪的優點及其在提水泵站中的具體應用。

水泵；葉輪；材料；鋼板

0 前言

三門峽市槐扒黃河提水工程（以下簡稱槐扒工程）是河南省提水揚程最高的供水工程，槐扒工程提水總規模為7 m3/s，一期工程提水3 m3/s。分四級提水，總提水揚程359 m，設計輸水干線總長29.87 km。由于提水揚程高，運行成本大，在未全成本計收的情況下，現行供水價格已達到3.10元/m3。如何降低供水成本，提高運行效率，是當前工程運行管理的首要任務。為此系統進行節能改造工作，首先在泵站引入鋼板焊接葉輪技術，提高水泵運行效能，取得了一定成效。

1 問題的提出

槐扒工程為多級串聯泵站，一級泵站配置水泵為600S75型雙吸式離心泵（流量l m3/s，揚程75m，轉速97 O r／min，軸功率730 kW），一級站由于直接從黃河取水，考慮泥沙含量的影響（取水含沙量＜50 kg/m3），葉輪材質選用球墨鑄鐵，運行時間要求達到6 000 h。二-四級泵站配置水泵為600S100型雙吸式離心泵（流量l m3/s，揚程100 m，轉速97 r／min，軸功率1 360 kw），由于經過沉沙池沉淀，取水含沙量＜l kg／m3。葉輪材質選用灰口鑄鐵，運行時間要求達到4 000 h。

泵站于1999年完工，2001年開始供水，供水量為1萬m3/d，到2012年逐步達到4萬m3/d。灰口鑄鐵葉輪累計運行3 000 h左右，葉輪進水邊發生大面積穿孔，葉輪出水邊縮短，流面形成溝槽，出水邊呈不規則鋸齒狀，葉輪口環密封部表面表面沿徑向磨蝕3 mm，表面呈蜂窩麻面狀，導致水泵流量、效率下降，水泵運行低效。現需要安裝一種具有較好抗汽蝕耐磨蝕性、效率高、使用壽命長、葉片汽蝕磨蝕破壞后可修復再生使用、性價比好的葉輪。

2 材料的對比性試驗與選擇

經過對沿黃提水泵站考察發現，水泵葉輪材質分為鑄鐵、鋼板、不透鋼幾種，為了提高葉輪表面的抗汽蝕耐磨蝕性能，還采取了化學噴涂技術，如環氧樹脂金鋼砂材料等。但綜合比較，不透鋼葉輪造價高，鋼板葉輪最為適中。

鋼板焊接葉輪使用壽命較長，能延長至20 000 h左右和鑄鐵材料相比，新的葉輪材料具有良好抗汽蝕耐磨蝕性外，還應具有良好的機械加工性能，工藝簡單便于操作，相比之下生產成本較為便宜。參照泵的設計方面的有關資料，以具有代表性的灰口鑄鐵，和A3鋼板作為對比，A3鋼板具有良好的抗汽蝕耐磨蝕性能，這種材料屬于軋制態，金相組織細密，沖擊韌性好，耐疲勞，并且這種材料的可焊性和機加工性能良好，是制造黃河含砂水質工況下單級雙吸離心泵葉輪的較為理想材料。

3 鋼板焊接葉輪的優點

由于選用了A3鋼板，葉輪的毛坯生產工藝將由傳統的鑄造工藝轉變為焊接工藝。鋼板焊接葉輪的設計由水力設計和制造結構。設計兩部分組成。鋼板焊接葉輪的修復簡單易行，其方法是：用J422型結構鋼焊條補焊已損壞的葉片和口環部位；磨削補焊后的流道表面至設計要求的水力形線和表面粗糙度；車削校正補焊后的口環部位和葉片外圓，恢復至設計要求的線性尺寸、形位尺寸和表面精度，按要求做到平衡校驗。

4 鋼板焊接葉輪的性價比評價

經詢價600 s 100鋼板葉輪11 000元／套；600 s70鋼板葉輪9 800元／套；如果灰口鑄鐵葉輪使用壽命按5 000 h計算，球墨鑄鐵葉輪使用壽命按8 000 h計算，鋼板焊接葉輪使用壽命按20 000 h計算，鋼板焊接葉輪的使用壽命是灰口鑄鐵葉輪的4倍，是球墨鑄鐵葉輪的2.50倍。而鋼板焊接葉輪的造價僅為灰口鑄鐵葉輪造價的1.40～1.50倍，是球墨鑄鐵葉輪造價的1.30～1.40倍，鋼板焊接葉輪的修復成本是其造價的1/10左右。由此可知，鋼板焊接葉輪的性價比較好。

5 節能降耗數據對比

槐扒工程提水泵站葉輪更新改造為鋼板葉輪后，跟同期鑄鐵葉輪相比，增加了提水流量，減少了調節機組開機次數，減輕了勞動強度，降低了設備損耗。經計算綜合節能在2.50%左右（具體數字對比見表1）。

表1 鋼制葉輪改造前后提水耗電量對照表（度/m3）

（編輯：劉長垠 韋詩佳）

TP273

：B

：1673-8853（2017）01-0033-02

2016-12-13