低揚程泵站水泵選型設計

張偉進

摘 要：以某新建補水兼排澇泵站水泵機組選型為實例，根據泵站設計流量、特征水位等參數的要求，充分考慮技術可靠性和經濟合理性，從技術、施工和工程投資等方面進行了分析、比較，以選擇適合的水泵機組型號及臺數，合理布置泵房結構。由于本泵站需要同時滿足補水和排澇的雙向抽排要求，進行了雙向潛水貫流泵和單向貫流泵調頭雙向使用兩種型式和臺數的比選。

關鍵詞：排澇泵站;雙向潛水貫流泵;裝置效率;

合肥恒大江海泵業股份有限公司研發項目：泵站設計專家系統，項目編號：HDJH-T-2020-002-F。

1、泵站基本參數

進出水池水位、流量和凈揚程等基本參數如下表。

根據上表中泵站基本參數，結合泵站布置及選型，在凈揚程的基礎上，充分考慮泵站攔污柵、閘門槽、進出水流道、漸變段等的水力損失，經初步計算，泵站的特征揚程如下表。

2、 泵組設備選擇

（1） 泵型

主水泵選型的基本原則有：

1） 應滿足泵站設計流量、設計揚程及不同時期排水的要求;

2） 水泵應在高效范圍內運行;

3） 水泵在長期運行中，泵站效率較高，能量消耗少，運行費用較低;

4） 按所選的水泵型號和臺數建站，工程投資較少;

5） 在泵站的各種工況下水泵機組均能安全穩定運行，即不允許發生空化和空蝕、振動和超載等現象;

6） 便于安裝、維修和運行管理。

主水泵類型通常根據地區特點和泵站的性質來選擇，在一般的情況下，揚程小于10m時宜選用軸流泵。本工程泵站揚程在4m以內，故水泵類型擬選擇軸流泵。

（2） 泵結構形式

根據泵站的基本參數，可選用的泵型有：立式軸流泵和潛水貫流泵。

立式軸流泵屬于傳統泵型，在國內外給排水工程中廣泛使用，其設計制造技術成熟可靠，運行、管理經驗豐富，電動機安裝在地面上，運行維護方便，便于通風防潮，但因其進水和出水流道高差較大，而本泵站具有流量大揚程低的特點，如采用此泵型則廠房開挖深度較大，泵房高度較高，因此不推薦采用立式軸流泵。

潛水貫流泵不僅進出水流道近似直線，水力損失小，水泵裝置效率高，運行費用低，而且其泵房高度低，泵組結構緊湊，布置簡潔，泵站結構較簡單，安裝簡便快捷，總投資較省，因此本泵站泵型推薦采用潛水貫流泵。

由于本泵站需要同時滿足補水和排澇的雙向抽排要求，貫流泵組可采用雙向潛水貫流泵和單向貫流泵調頭雙向使用兩種型式，兩種型式的比較如表6-3所示。

由以上對比表可以看出，單向貫流泵調頭雙向使用在泵組結構及性能、裝機容量和后期運行成本等方面均優于雙向潛水貫流泵，但其在排澇使用時，需操作泵組調頭，增加了運行管理的工作量;雙向貫流泵優缺點反之。綜合考慮泵組型式的比較及泵站運行管理的實際情況，本泵站泵組推薦采用單向和雙向潛水貫流泵相結合的方案。

（3） 機組臺數的選擇

主水泵臺數的多少對泵站主要有以下一些影響：

1） 從建站投資方面看，在泵站流量相同的情況下，臺數少，機電設備少，泵房面積小，泵站土建投資和機電投資都會減少，但在單泵容量增大到一定程度后，水泵的氣蝕性能將會降低，有可能增加泵站的開挖深度，以致加大工程及施工難度。

2） 從運行管理費用看，主水泵臺數少，單機容量大，機電設備的效率較高，維修管理較方便，所需的運行管理人員較少，維修費用較低。

3） 從泵站工作任務的保證性和適應性方面看，主水泵數目越多，越容易適應不同時期的不同排水要求，即使運行中個別機組發生故障，對排水的影響也越小。

結合本工程的實際情況，認為泵站主水泵臺數為2～4臺較為合適。由于本工程泵站主要功能為補水和排澇，個別泵組檢修對工程運行影響不大，因此不考慮備用機組。另外，本工程泵組僅在圍內遭遇大暴雨，且外江受潮水頂托，水閘無法自排時才啟動進行排澇，泵組在補水工況下的工作時間和頻率遠大于排澇工況，因此僅將泵站一臺泵站設為雙向貫流泵。對本工程泵站水泵臺數進行方案比較，比較情況如表6-4所示。

從表6-4中可以看出，三個方案泵站裝機及泵組效率均相差不大，但方案二同時具備運行調度靈活、總投資較小、機組的設備和維護費用較少的優點，因此本階段設計推薦采用方案二，即泵站選用2臺單向潛水貫流式水泵和1臺雙向潛水貫流式水泵。

（4）泵組材質要求

由于泵站運行處于咸淡水環境，為延長泵組壽命和保證泵組的安全穩定運行，水泵葉輪、輪轂、泵軸、電機軸等設備的主要部件均采用雙向不銹鋼材質，其他采用耐腐蝕船用鋼板或含鎳鑄鐵的設備及部件如導葉體、齒輪箱箱體、管道等均按照相關規范要求進行海水防腐噴涂處理。

3、結語

目前新建和改造水利泵站項目很多，泵站要求的功能也越來越多，特別是雙向抽排的泵站項目越來越普遍，特別針對低揚程泵站，采用單向泵+雙向泵組合式方案性價比高，功能項強，具有推廣價值。

參考文獻

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