某水庫輸水泵站水泵選型分析

楊雪林

摘 要：根據(jù)某水庫進水側水位和供水流量變幅大的特點，首先對立式泵和臥式泵方案進行了比選，然后對立式抽芯混流泵、長軸深井泵和井用潛水泵三種泵型進行了綜合技術分析，最終選取了長軸深井泵的型式。

關鍵詞：選型 立式抽芯混流泵 長軸深井泵 井用潛水泵

1.概述

某水庫集水面積約為50.1km2，為中型水庫。水庫設有一座輸水泵站，功能是抽引水庫中的水供至11km外的中途泵站。

2.泵站特征參數(shù)

輸水泵站供水規(guī)模為13.5萬噸/天，平均日供水量為4.78萬噸/天，泵站運行特征水位見表1，運行凈揚程見表2。

泵站至水庫供水管采用DN1600焊接鋼管，沿程水力損失約9m，局部水頭損失按沿程損失的10%計（即0.9m）；泵房內門槽、流道、出水管道及閥門等的水頭損失，按2m計；另外，考慮2～3m的富余水頭，故泵站設計（最低）揚程約26m，最高揚程43m。

3.臺數(shù)初選

泵站設計流量為13.5萬噸/天，根據(jù)規(guī)劃，泵站的保證流量為4.82萬噸/天，保證流量與設計流量約成三倍關系，為保證運行調度的靈活性，水泵裝機臺數(shù)宜采用4臺（3用1備）或8臺（6用2備）。

4.泵型初選

本泵站設計（最低）揚程26m，最高揚程43m，且單泵流量較小，可供選擇的泵型較多。從泵組的葉片型式上來說，離心泵和混流泵均可滿足本泵站的需求。從泵軸的方向來說，本工程可采用立式泵組，也可采用臥式泵組。可供本工程選用的具體泵型主要包括如下五種：臥式混流泵、臥式離心泵、立式（抽芯）混流泵、長軸深井泵（屬離心泵型）和井用潛水泵（屬離心泵型）。

5.泵型比選

5.1泵軸方向的選擇

本文對臥式泵和立式泵方案進行了技術分析比較，詳見表1。

通過上表比較分析，立式泵方案土建投資小，施工難度低，可靠性較高，因此，本設計推薦采用立式泵方案。即在立式（抽芯）混流泵、長軸深井泵和潛水深井泵三種泵型之間進行選擇。

5.2泵型技術經(jīng)濟比較

立式（抽芯）混流泵電機布置在地面層，水泵葉輪安裝在水下，電機和水泵通過若干段軸連接。泵軸設護管布置在出水的揚水管內，護管內有保護泵軸的支撐軸承，泵軸通過中間聯(lián)軸器連接，支撐軸承與揚水管之間存在間隙，軸承通過護管將力傳至電機層基礎，拆裝時不需要拆除揚水管即可完成對葉輪和泵軸的抽取、更換。電機布置在地面層可避免水淹廠房事故，運行巡視方便。立式（抽芯）混流泵結構示意所示。該泵型已在國內大中型泵站和熱電廠冷卻供水系統(tǒng)中獲得較多應用。

井用潛水泵：井用潛水泵采用立式安裝，配用潛水電機，電機和葉輪均安裝在水下，電機和葉輪之間僅有一段很短的葉輪軸相連，揚水管僅起到揚水流道的作用。該泵型安裝、運行維護方便，運行穩(wěn)定性好，噪音小。受制于潛水電機的制造難度，該泵型的單泵設計流量一般在1000m3/ h以下。

長軸深井泵：長軸深井泵電機安裝在地面層，水泵葉輪安裝在水下。泵軸與揚水管管壁之間設有一系列的支撐軸承，軸承通過支架與連管器固定，拆裝時連同揚水管一起吊出，對加工精度和安裝的要求相對較低。同立式抽芯混流泵一樣，其電機布置在地面層，也可避免水淹事故，運行巡視方便。

潛水深井泵結構簡單，軸系短，軸承少，安裝要求低，但應用于本工程泵組臺數(shù)較多，土建工程量大，機電設備投資上也不占優(yōu)勢，因此，該泵型不適合于本泵站。

與立式抽芯混流泵相比，長軸深井泵軸承結構相對簡單，加工精度相對較低，土建和機電設備投資基本一樣。故本工程推薦采用長軸深井泵，目前該泵型已經(jīng)獲得項目評審專家認可。

6.結語

長軸深井泵具有運行效率高，揚程范圍廣的優(yōu)點。目前，該泵型適用于電廠、鋼鐵廠、礦山、化工、消防、自來水廠、農(nóng)業(yè)灌溉等行業(yè)，但在水庫泵站領域尚未有應用先例。對于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，土地資源日趨寶貴，水庫面積受限，庫容需通過水位調節(jié)，故泵站進水側的水位變幅較大，長軸深井泵能夠較好的適應該類工程，該泵型在中小型水庫泵站中具有較為廣闊的應用前景。

參考文獻：

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