淺析小型雙向軸流泵站布置型式及斷流方式的選擇

郭 軍王 麗鮮凡凡

淺析小型雙向軸流泵站布置型式及斷流方式的選擇

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隨著農(nóng)村水利事業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)節(jié)水與灌排體系的不斷完善，農(nóng)村水系規(guī)劃的不斷調(diào)整，許多中小型泵站原有的單排、單灌功能已不能滿足地方水利事業(yè)發(fā)展，筆者近幾年在從事的農(nóng)田水利工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇到基層的水利管理部門(mén)在小型泵站拆除重建的過(guò)程中要求增加泵站的功能，使原有單排、單灌軸流泵站轉(zhuǎn)化為抽排、提灌相結(jié)合的多功能軸流泵站。本文列舉該型泵站幾種布置型式及斷流方式，淺談其適用性及優(yōu)缺點(diǎn)。

二、總體布置

1.進(jìn)、出水池并列布置型式及斷流方式

進(jìn)、出水池并列布置是指將泵站進(jìn)水池與出水池中心線沿水流方向并排布置，進(jìn)、出水池的底板高程相同，進(jìn)、出水池之間用墩墻隔開(kāi)，水泵出水管穿過(guò)隔墻。水泵從偏于河道一側(cè)的進(jìn)水池將水抽入偏于河道另外一側(cè)的出水池，通過(guò)布置于進(jìn)、出水池進(jìn)、出口的閘門(mén)控制實(shí)現(xiàn)泵站雙向運(yùn)行，水流在平面上轉(zhuǎn)了兩個(gè)90°彎。

這種泵站布置型式具有基礎(chǔ)開(kāi)挖量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)站房及配電間布置于一塊底板，避免不均勻沉降。但該布置方式要求河道較寬，必須滿足進(jìn)、出水池并列布置要求；且泵站運(yùn)行時(shí)進(jìn)、出水均產(chǎn)生偏流，易形成漩渦，泵站整體流態(tài)較差。

該型式水泵斷流方式常采用拍門(mén)斷流，出水池閘門(mén)兼作水泵事故停機(jī)閘門(mén)。此類型式一般適用于河床寬度較大，對(duì)流態(tài)要求不高的場(chǎng)合。結(jié)合泵站，泵站以排澇功能為主。設(shè)計(jì)排澇凈揚(yáng)程1.7m，設(shè)計(jì)灌溉凈揚(yáng)程0.6m。泵站以設(shè)計(jì)排澇流量選型，設(shè)計(jì)排澇流量1.3m3/s，安裝700ZLB-125水泵機(jī)組一臺(tái)套，葉輪安裝角0°，配套電機(jī)功率75kW。泵站總體布置采用進(jìn)出水池并列布置型式，采用拍門(mén)加閘門(mén)的斷流方式。

2.雙向“X”型流道布置型式及斷流方式

雙向“X”型流道布置型式以往經(jīng)常應(yīng)用在大型立式雙向泵站的布置上，小型泵站應(yīng)用較少。這種布置是將泵站進(jìn)出水流道分成兩層，出水流道層位于進(jìn)水流道層之上。水流從進(jìn)水流道通過(guò)水泵提升至上層的出水流道，通過(guò)布置于進(jìn)出水池進(jìn)出口的閘門(mén)控制實(shí)現(xiàn)泵站雙向運(yùn)行，水流在立面上轉(zhuǎn)了兩個(gè)90°彎。

這種泵站布置型式對(duì)河道寬度要求不大，水泵出水往往只需配置出水導(dǎo)葉，不需要出水管道，水流條件也比較好。但該布置方式泵站底板較低，河道開(kāi)挖量大；而且為了滿足泵站雙向運(yùn)行功能，泵站順?biāo)飨蛐璨⒘胁贾脭r污柵、閘門(mén)等設(shè)備，泵站順?biāo)飨蜷L(zhǎng)度往往偏長(zhǎng)。

雙向“X”型流道布置型式因出水采用混凝土流道，故一般不用拍門(mén)作為水泵斷流方式。小型泵站一般采用鑄鐵閘門(mén)配螺桿啟閉機(jī)作為泵站斷流方式。但是螺桿啟閉機(jī)及鑄鐵閘門(mén)斷流時(shí)間較長(zhǎng)，為防止水泵倒轉(zhuǎn)，小型泵站常在水泵葉輪輪轂處設(shè)置防止葉輪反轉(zhuǎn)螺母，或在導(dǎo)葉出口設(shè)置兩片半月形止回板實(shí)現(xiàn)泵站安全斷流。此種型式一般適用于閘站結(jié)合泵站，底板按照閘室布置及穩(wěn)定要求等，本身就要求有一定長(zhǎng)度。

以上官溝閘站為例，該泵站排灌結(jié)合泵站，泵站以排澇功能為主。設(shè)計(jì)排澇凈揚(yáng)程1.08m，設(shè)計(jì)灌溉凈揚(yáng)程2.0m。泵站以設(shè)計(jì)排澇流量選型，設(shè)計(jì)排澇流量7m3/s，安裝ZQ800-160水泵機(jī)組4臺(tái)套，葉輪安裝角度0°，配套電機(jī)功率90kW。泵站總體布置采用雙向“X”型流道布置型式，采用導(dǎo)葉出口設(shè)置兩片半月形止回板拍門(mén)加閘門(mén)的斷流方式。

3.水泵出水雙向岔形管型式及斷流方式

該種布置方式與雙向“X”型流道布置型式類似，進(jìn)水布置與其相同，但是出水采用金屬出水管伸直出水胸墻以外。水流從進(jìn)水流道通過(guò)水泵出水管道流入出水河道，通過(guò)布置于進(jìn)水池進(jìn)口的閘門(mén)和出水管道的閥門(mén)控制實(shí)現(xiàn)泵站雙向運(yùn)行。

該種布置方式采用出水管道直接與渠道聯(lián)接，出水管道流速較大，出水管道有閥門(mén)、穿墻管、拍門(mén)等配件，出水管道損失較大。但是由于采用閥門(mén)代替閘門(mén)進(jìn)行控制，它與雙向“X”型流道布置型式相比可以最大限度地縮小泵站順?biāo)飨蜷L(zhǎng)度。此種型式一般適用于水泵出口直徑小于1.0m的小型泵站。

該型式采用拍門(mén)實(shí)現(xiàn)斷流，出水管路閥門(mén)可兼作事故斷流閘門(mén)。

泗洪縣陵園翻水站為雙向補(bǔ)水泵站。泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程3.5m。泵站設(shè)計(jì)排澇流量為1.0m3/s，采用700QZ-100型井筒式軸流泵，配90W電機(jī)1臺(tái)套，出水管配兩只電動(dòng)蝶閥，實(shí)現(xiàn)雙向抽水。

三、結(jié)論

小型雙向軸流泵站布置及斷流方式有多種，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)泵站的具體情況、機(jī)組特性以及現(xiàn)場(chǎng)條件，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行綜合考慮，選擇最合理的布置及斷流方式

（作者單位：1.江蘇省洪澤湖水利工程管理處 223100 2.淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 223000）