提高管道效率的揚水站機房結構

趙亞男

【摘要】某地揚水站，多數為分基型的機房結構，由于管道過長造成揚水站裝置效率不高。為了改變這種現象，采用縮短管路的混基型機房結構。它吸取分基型和共基型機房結構的特點，即房基和泵基有一部分共基，有一部分為分基。具有揚水站布置緊湊、工程占地少、管理方便、效率高、節能等好處。【關鍵詞】管道效率；揚水站；機房結構1、現介紹混基型機房結構的優點1.1 揚水站建筑占地少揚水站若為分基型的機房，其前池和進水池布置在機房外迎水面，約占揚水站建筑面積的20%以上。混基型機房取消這兩個水池的用地，對保護京郊寶貴的土地資源，降低工程投資有益。1.2 地面寬敞，無障礙管理方便分基型的機房雖然結構簡單，但進水池在機房外，造成設備安裝不合理，水泵的上下揚程很長，穿過機房的前后墻，橫臥在機房通道上，不僅占用建筑面積，還阻礙交通，造成管理和維修困難。共基型的機房不存在此問題，但地下工程量大費用高，大中型揚水站很少采用。混基型機房的水泵下揚程，可以像共基濕式機房一樣豎向安裝。管路和管件減少，增加室內的空間，有利于交通和操作維修，特別是能減少真空泵排氣的時間，加快水泵下揚程充水的進度和前期的準備工作。1.3 提高管路效益水泵固定在室內進水池橫粱上，取消分基型機房的下揚程水平臥管和部分彎頭，保留豎向吸水管和水泵聯接的彎頭，改善了水流條件，是管道效率提高的有效措施。如某農場揚水站為混基型，引用河水灌溉農田，安裝3臺臥式混流泵，轉速580r/min。配套的水管為鋼管，內徑0.5m。1臺水泵的吸水管進口至上揚程出口管長10.5m，1個90°彎頭、1個逆止閥。混基型機房和設備安裝見圖1。改造前為分基型的機房，安裝同型號的水泵。水泵的進出水管長17m、1個90°彎頭、1個逆止閥。分基型機房和設備安裝見圖2。管路的性能參數如下：鋼管的內徑d=0.5m，混基型機房的管路總長L=10.5m，分基型機房的管路總長L：=17m。n=0.012，90°彎頭le=O.64，水管進口le=0.3，水管出口le=1.0，逆止閥le=1.7。將上述數值代入公式（1），得混基型機房的管路水頭損失h損1和分基型機房的管路水頭損失h損2。揚水站的設計流量為0.54m3/s，其最佳上下變幅0.15m3/s，相應流量Q=0.525、0.540、0.555m/s。這些流量位于水泵高效工作區。分別計算不同流量時管路的水頭損失h損1和h損2值。計算的結果見表1。混基型機房的管路水頭損失比改造前減少0.34104～0.38117m。管路效率計算如下：式中n管為管道效率（%），H為水泵總揚程（m），查無錫水泵廠提供的ZOHBC-40型混流泵性能曲線圖，當流量Q=0.525、0.540、0.555m3/s時，水泵的總揚程H=7.00、6.80、6.56m。H凈為凈揚程H凈=H-h損，已知水泵的總揚程H和管道的水頭損失h損1、h損2：，代入式中得混基型機房的凈揚程H凈1和分基型機房的凈揚程H凈2，見表1。將H和H凈1、H凈2值代入公式（2），得水泵和管道共同工作的效率n管1、n管2，見表1。他們共同工作的曲線見圖3。圖中水泵的性能曲線Q-H；水泵和管路共同工作的曲線2條，其中一條為混基型機房的性能曲線Q-H凈1。，另一條為分基型機房的性能曲線Q-H凈2。由表1可知，混基型機房管道效率n管1較高，比分基型機房的管道效率n管2提高4.87%～5.81%，平均5.33%。結語：該農場先后建成混基型的揚水站3座，每座揚水站的設計流量為1.5～2.0ITl/s，凈揚程為5m左右。由于工作條件的改善，開支減少，供水及時，農業生產需水有保證，因此新型揚水站受到好評。參考文獻：[1]袁澤生. 揚水站的現狀與發展設想[J].中國電力教育，2011（01）[2]焦利民. 三岔口揚水站更新改造工程經濟分析[J].科技展望，2016（08）