天津市濱海新區(qū)供水泵站優(yōu)化運(yùn)行影響因素分析

盧少同 ，李志芹 ，信 權(quán)

（1.天津市引灤工程爾王莊管理處，天津 寶坻 301802；2.引灤工程潮白河管理處，天津 寶坻 301800）

天津?yàn)I海新區(qū)供水泵站管理所隸屬于天津市引灤工程爾王莊管理處。濱海所共有6座泵站，4座變電站及一些附屬設(shè)施；承擔(dān)著向天津?yàn)I海新區(qū)、武清開(kāi)發(fā)區(qū)供水的重任；為人民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及重要用戶的用水提供需求。

由于引灤明渠水位已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到直接啟動(dòng)要求，泵站開(kāi)機(jī)前必須對(duì)水泵進(jìn)行抽真空，這樣機(jī)組才能夠正常啟動(dòng)。如何提高泵站的生產(chǎn)效率，提高現(xiàn)有泵站機(jī)組的使用壽命，本文就影響現(xiàn)有機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的原因作簡(jiǎn)要分析。

1 影響機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的原因及解決方法的探討

1.1 汽蝕

在流動(dòng)的液體中，出現(xiàn)氣體而發(fā)生空穴的現(xiàn)象成為汽蝕。汽蝕嚴(yán)重影響了泵站水泵的正常運(yùn)行和效益的充分發(fā)揮。因此，防止汽蝕是科學(xué)管理的重要任務(wù)。

1.1.1 泵站機(jī)組產(chǎn)生汽蝕的原因

（1）前池水位過(guò)低。1臺(tái)泵在流量和轉(zhuǎn)速一定的情況下，是否發(fā)生汽蝕，依其吸上揚(yáng)程而定。前池水位過(guò)低時(shí)，使大泵吸上揚(yáng)程過(guò)低，并在其入口處產(chǎn)生渦流及氣泡，氣泡經(jīng)流動(dòng)的水被大泵吸入泵內(nèi)，使其產(chǎn)生汽蝕，而影響大泵正常運(yùn)行。濱海所泵站引起水位過(guò)低的情況多數(shù)為取水口欄污柵砌水。形成砌水主要原因有：①水草及雜物。特別是在夏、秋兩季。水面上漂浮的水草及雜物相當(dāng)多，在輸水的同時(shí)，它們順著水流貼在取水口欄污柵及前池鐵篳子上，運(yùn)行時(shí)間一長(zhǎng)，一旦打撈不及時(shí)，倒置前池及取水口形成砌水，使水泵處于低水位下運(yùn)行。②冬季也容易形成砌水，特別是在剛?cè)攵瑫r(shí)，水面上形成薄冰，而明渠水位不穩(wěn)定，這樣冰很容易破碎，將取水口堵住而形成砌水。這個(gè)現(xiàn)象主要體現(xiàn)在入港、入石化及入揚(yáng)泵站。

（2）由于輸水管道的滲漏，使管道中生成空間并存有空氣。當(dāng)維修完畢機(jī)組重新啟動(dòng)時(shí)，特別是冬季沿線輸水管道中放氣閥被凍住時(shí)，由于管道中水的帶動(dòng)，在管道中必然將產(chǎn)生壓力不斷變化的氣囊，直接影響水泵穩(wěn)定的工況，并且水泵工況與氣囊壓力的脈動(dòng)交互影響。這時(shí)水泵振動(dòng)不止和發(fā)出很刺耳的噪音，同時(shí)也產(chǎn)生了汽蝕。為了避免這種事情的發(fā)生在機(jī)組啟動(dòng)前，先將檢修碟閥關(guān)閉，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將出水檢修碟閥慢慢地打開(kāi)，加大流速，增加水流夾氣能力，但是流速大會(huì)加大水頭損失，影響水泵正常運(yùn)行時(shí)裝置效率。當(dāng)輸水管道中的氣體全部排出并充滿水后，再將檢修碟閥全部打開(kāi)，這種方法取得了很好的效果。

（3）大泵精度問(wèn)題。由于大泵長(zhǎng)期在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，機(jī)械磨損相當(dāng)嚴(yán)重，使其間隙變大，部件之間有挪動(dòng)，當(dāng)葉片與液體脫離時(shí)，葉片與液體之間的壓力降低，并在振動(dòng)的葉片表面液體發(fā)生汽化，產(chǎn)生氣泡。在高壓力區(qū)形成對(duì)葉片表面進(jìn)行打擊。上述過(guò)程重復(fù)進(jìn)行，振動(dòng)葉片的表面就會(huì)被汽蝕所破壞，嚴(yán)重的會(huì)將葉片擊穿，直接影響水泵的效率。所以，在安裝或檢修當(dāng)中，一定要選合格配件同時(shí)提高其安裝精度。

1.1.2 如何避免汽蝕

（1）提高水泵設(shè)備的光潔度。當(dāng)葉片和導(dǎo)葉加工粗糙時(shí)，可根據(jù)其翼型型線要求進(jìn)行打磨，以此來(lái)提高該部件的光潔度。

（2）工況點(diǎn)盡可能靠近高效區(qū)。水泵在運(yùn)行狀態(tài)下，工況點(diǎn)靠近高效區(qū)是很重要的。它可以很大程度上減少汽蝕的破壞；可以通過(guò)多次改變大泵流量，同時(shí)來(lái)傾聽(tīng)泵內(nèi)的噪音及振動(dòng)，直到噪音及振動(dòng)降到最小為止。

（3）采用抗汽蝕材料。多采用強(qiáng)度好、韌性好、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好的材料。如：鋁鐵青銅9-4、含鉻的不銹鋼2Cr13等。雖然抗汽蝕性能好，但價(jià)格較高。但不論選擇那種的材料，一定要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行選材。

（4）汽蝕對(duì)水泵造成損失的補(bǔ)救措施。采取補(bǔ)焊的方法填補(bǔ)葉片的損壞部位后，再進(jìn)行打磨、拋光。此種方法雖然能大大提高該處的抗汽蝕能力，但也存在一定的不足。因在焊接過(guò)程中，電弧的溫度高達(dá)5000℃以上，葉輪的外殼遇熱會(huì)產(chǎn)生較大的幾何變形，為此降低了大泵的使用效率。

1.2 電動(dòng)碟閥和止回閥關(guān)閉快慢的影響

1.2.1 關(guān)閉快的影響

當(dāng)機(jī)組停運(yùn)后，由于排水管內(nèi)充滿的流水具有很大的動(dòng)能。如果電動(dòng)碟閥、止回閥關(guān)閉的太快，在這種情況下，流速隨時(shí)間的變化越大，則產(chǎn)生的壓力變化就越大，將形成水錘造成后果就是機(jī)組及管道移位，直接影響泵站的安全輸水。

1.2.2 關(guān)閉慢的影響

當(dāng)機(jī)組停運(yùn)后，如果電動(dòng)碟閥、止回閥關(guān)閉的太慢，這將使排水管道的水反流過(guò)來(lái)，并帶動(dòng)葉輪電機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)達(dá)到一定速度后，將會(huì)對(duì)電機(jī)造成不良影響。

1.2.3 解決方法

（1）定期檢查止回閥減壓系統(tǒng)（除石化泵站以外）。

（2）定期檢查液壓閥的油路系統(tǒng)（石化泵站）。

（3）經(jīng)常檢查機(jī)旁箱及液控閥控制箱里停機(jī)時(shí)間繼電器動(dòng)作是否準(zhǔn)確。

1.3 真空系統(tǒng)的要求

由于近幾年的干旱少雨，明渠水位遠(yuǎn)不如以前，根本無(wú)法直接啟動(dòng)。如何保護(hù)大泵的正常啟動(dòng)，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）開(kāi)真空泵時(shí)，首先打開(kāi)進(jìn)氣閥，使泵內(nèi)充滿水，然后準(zhǔn)確調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥，通過(guò)觀看真空主管道上的壓力表使其泵內(nèi)壓力控制在7.5kPa運(yùn)行。

（2）泵內(nèi)壓力達(dá)到7.5kPa時(shí)，聽(tīng)到爆裂聲立即調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥，以補(bǔ)充空氣，使其爆裂聲消除，再恢復(fù)到7.5kPa運(yùn)行。

（3）判斷方法為：當(dāng)真空度達(dá)到而機(jī)組沒(méi)有自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，如果管道沒(méi)有形成真空，就會(huì)聽(tīng)到嗤嗤的聲音，為假真空，應(yīng)繼續(xù)抽，當(dāng)聽(tīng)到很流暢的流水聲時(shí)，真正形成了真空，要盡快采取手動(dòng)開(kāi)機(jī)。

1.4 盤(pán)根的要求

大泵加裝盤(pán)根主要作用是密封、冷卻及保護(hù)軸承的作用。如果盤(pán)根加的不合適，將產(chǎn)生如下幾種可能的后果：

（1）盤(pán)根加的太緊，使軸套表面形成過(guò)熱，將軸套損壞，將增加大泵的維修次數(shù)。

（2）由于盤(pán)根是由石棉繩浸泡以后形成的。如果加的太緊，由于大泵轉(zhuǎn)速較高，這樣會(huì)將盤(pán)根中的一些物質(zhì)擠出，就有可能將流水孔堵住，使大泵軸承進(jìn)水，加快其損壞速度，增加了大泵的檢修次數(shù)。

（3）如果盤(pán)根加的太松，大泵中的水將會(huì)大量流出使其無(wú)法排出，將導(dǎo)致大泵軸承進(jìn)水，加快其損壞速度，增加了大泵的檢修次數(shù)。

［1］（日）梶原滋美著,孫尚勇譯.泵及其應(yīng)用［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1984.

［2］麥爾康.提高泵站裝置效率的幾個(gè)問(wèn)題［J］.廣東水利水電，2006.

［3］張仁田，張平易，閻文立.大型泵站裝置性能換算方法的研究［J］.江蘇農(nóng)業(yè)研究，1998.