陜西省東雷抽黃灌區(qū)一級泵站水泵選型建議

【摘要】本文主要介紹東雷抽黃灌區(qū)一級泵站水泵基本情況、主水泵主要存在的問題，以及泵站改造中如何選擇合適的泵型的具體實施方案，為一級泵站水泵的更新改造提供了借鑒。

【關(guān)鍵詞】水泵選型；黃灌區(qū)

陜西省東雷抽黃灌區(qū)是以黃河為水源的大型高揚程電力提灌工程，渠首位于黃河小北干流中段右岸，規(guī)劃灌溉面積102萬畝，現(xiàn)有效灌溉面積83.7萬畝，渠首抽水能力60m3/s。惠澤合陽、大荔、澄城、蒲城四縣13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)47.5萬農(nóng)村人口。灌區(qū)建成抽水泵站28座，安裝水泵機組133臺套，總裝機容量11.86萬kw；建成干支渠道71條，總長411km。沿總干渠西側(cè)依次設(shè)東雷、新民、烏牛、加西四個分級抽水灌溉系統(tǒng)，加上新民、朝邑兩處灘地排灌工程共六個灌溉系統(tǒng)。灌區(qū)于1975年8月開工建設(shè)，1979年陸續(xù)投入灌溉運行并受益，工程投運三十五年來，累計引水35億m3，共計灌溉農(nóng)田2230萬畝次，創(chuàng)造社會經(jīng)濟效益90億元，尤其是2014、2015年年均用水量1億立方米，創(chuàng)灌區(qū)開灌以來新高，在抗御干旱災害、確保轄區(qū)糧食安全和社會經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了巨大作用。

一、東雷一級泵站設(shè)備基本情況

東雷一級泵站位于陜西省渭南市合陽縣東雷村塬下，從黃河右岸直接取水，屬東雷抽黃灌區(qū)渠首泵站，該工程于1979年建成，設(shè)計灌溉面積102萬畝，設(shè)計流量40.0m3/s，設(shè)計揚程8.0m，泵站總裝機功率6160kW。該站采用“閘站合一”的臨河布置方式，泵站從黃河右岸直接取水，泵站主泵房共分8個泵室，設(shè)置9臺水泵，安裝16CJ-80型全調(diào)節(jié)軸流泵7臺，配套TDL215/26-24型800kW同步電機。安裝36ZLB-70型半調(diào)節(jié)水泵2臺，配套JSL15-12型280kW異步電動機，工作電壓均為6kV，總裝機功率6160kW。工程于1975 年 8 月開工，1979 年 11 月投入運行。受歷史條件限制，工程建設(shè)標準低，機電設(shè)備技術(shù)落后，缺陷較多。經(jīng)過近40年灌溉運行，工程總體老化破損嚴重，機電設(shè)備普遍超期服役，效率下降，能耗超標，故障經(jīng)常發(fā)生。

二、主水泵存在的主要問題

（1）轉(zhuǎn)輪不能調(diào)節(jié)，只能做定漿運行。

該站原設(shè)計該型號水泵葉輪為全調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為θ=-8°～+8°。但由于沒有正確的力特性資料，其設(shè)計電磁機構(gòu)操作力與實際需要相差甚遠，且加工質(zhì)量較差，操作機構(gòu)也不經(jīng)常動作，容易卡死。所以，該泵葉輪在實際運行中根本不能調(diào)節(jié)，只能做定漿運行。全調(diào)節(jié)機構(gòu)無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用，且給安裝、檢修和維護增加了工作強度，設(shè)備檢修費用大大增加。

（2）水泵軸承問題

水泵軸承分為上、下導橡膠軸承，原水泵技術(shù)供水為上下軸承單獨分開供清，運行中由于水源含沙量較大，設(shè)備密封難以保證，泥沙水進入下導軸承磨損嚴重，導致機組檢修頻繁。經(jīng)2000年續(xù)建項目改造為水泵加設(shè)主軸套管，改造下導軸承的技術(shù)供水系統(tǒng)，軸承的壓力潤滑水由上導軸承經(jīng)套管進入下導軸承排出，含沙水流完全隔絕在套管之外，運行情況有所改善，大修周期得到了延長，設(shè)備最長運行周期15000臺時不需大修。

（3）水泵的流道設(shè)計不夠合理。

該水泵的流道設(shè)計不夠合理，導葉進口處的過流面積很小，嚴重影響水泵的過流能力和水力效率。該水泵轉(zhuǎn)輪的輪轂直徑達 0.55D1（D1 為轉(zhuǎn)輪直徑），導葉體的輪轂直徑更大，達 0.60D1，在設(shè)計流量下，導葉進口處的軸面流速高達 Vm=8.0m/s，影響水泵的過流能力和水力效率，經(jīng)2000年續(xù)建項目改造中將全調(diào)節(jié)改為定漿，將球形轉(zhuǎn)輪室改為柱形，并將輪轂直徑從 0.55D1 縮小至 0.36D1，過流能力和水力效率明顯提高。

（3）泵殼問題

該水泵原泵殼為鑄鐵材質(zhì)，抗敲擊能力較差，由于水下導軸承偏磨原因，水泵難免會出現(xiàn)擺動，從而引起泵殼敲擊破損現(xiàn)象，導致機房水泵層水淹現(xiàn)象，危及設(shè)備、人身安全。經(jīng)2000年續(xù)建項目改造中將原泵殼改為鑄鋼材質(zhì)，抗氧化性能較差，但機組小幅度擺動引起的敲擊泵殼，不會再引起泵殼破損現(xiàn)象，保證了設(shè)備及人身安全。

（5）出水拍門無法打開

黃河水含沙量大，備用機組或停機后，高含沙量的黃河水，經(jīng)常會將拍門淤死，或者通過拍門，淤滿備用機組進水流道，造成機組不能正常啟動。為避免發(fā)生上述情況，在水泵出水口筑一道防沙墻，抬高了水泵凈揚程 1～2m，經(jīng)續(xù)建項目改造使泵出口的防沙墻高度降低，并在防沙墻頂安裝簡易拍門，防止含沙水流進入水泵流道，水泵運行效率相對有所改善，但還是進一步進行技術(shù)優(yōu)化。

2009年4月中國灌溉排水發(fā)展中心對陜西省東雷抽黃灌區(qū)大型灌溉泵站安全鑒定報告復核結(jié)論：東雷一級站建筑物安全類別鑒定為四類級別，東雷一級泵站水泵過流部件磨蝕嚴重，幾何形狀改變，大面積出現(xiàn)麻面，機組裝置效率約為 53%。水泵運行振動大出水量小，效率低，大修頻繁，維護困難，不能滿足泵站安全運行要求，最終機電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)安全類別鑒定為四類，東雷一級站安全類別鑒定為四類泵站。

三、泵站改造中如何選擇合適的泵型

1、從經(jīng)濟性方面考慮

全調(diào)節(jié)或半調(diào)節(jié)水泵在滿足泵站設(shè)計流量和揚程要求的同時，在最高、最低揚程工況下，確保水泵在高效區(qū)運行，同時達到高效、安全、節(jié)能的目的，固定式軸流泵則只能在水源處于設(shè)計正常水位是的達到高效運行，水量無法調(diào)節(jié)，水泵性能無法得到合理調(diào)配，相對造成資源浪費。因此調(diào)節(jié)型水泵優(yōu)于固定式水泵

2、從實用性方面考慮

由于水源含沙較高，水質(zhì)條件較差，在運行中運用調(diào)節(jié)機構(gòu)的使用率極小，葉輪不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，操作機構(gòu)容易被卡死，根本不能調(diào)節(jié)，只能做定漿運行。由于轉(zhuǎn)輪采用全調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)后，其輪轂直徑加大，需采用球形輪轂體和轉(zhuǎn)輪室，還增加了制造、安裝、檢修難度。而固定式軸流泵將不會出現(xiàn)這類情況，不僅減少了機組中調(diào)節(jié)機構(gòu)部分，還節(jié)約了設(shè)備成本，減少了日常維護的工作量及維護成本。在實際工作中，東雷二期抽黃一級站、山西夾馬口一級站等同等水源的兄弟單位，均將原來的全調(diào)節(jié)水泵改為固定式水泵。因此，鑒于水源及工作中各種實際情況，固定式水泵較調(diào)節(jié)式水泵更實用。

總之，無論是從工作中的使用效果，灌區(qū)水介質(zhì)、運行、維護等各方面考慮，還是從高含沙水源考慮，定漿水泵優(yōu)于調(diào)節(jié)水泵，且適宜我灌區(qū)，建議使用。

參考文獻：

[1]《離心泵與軸流泵》，北京機械工業(yè)出版社。