湿室型卧式混流泵站的设计

董小卓 范克 刁军伟

（南京市水利规划设计院有限责任公司 江苏南京 210006 )

1 卧式混流泵设计简述

混流泵的外型、叶轮形状、性能介于离心泵、轴流泵之间。混流泵的特点是流量比离心泵大，但较轴流泵小；扬程比离心泵低，但较轴流泵高。卧式混流泵兼有离心泵和轴流泵两方面的优点，结构简单，重量轻，使用维修方便。

不同工作原理的水泵运行时，液体在叶轮中的流动方向不同。在离心泵内液体是径向流出叶轮，在轴流泵内液体近于轴向流出叶轮，而在混流泵内液体是斜向流出叶轮。设计可利用斜向出流的特点解决进出水方向垂直的问题，减少弯头和水头损失。

从工程投资及施工方便来说，卧式混流泵宜采用分基型泵房，进水侧岸坡可为斜坡式、挡土墙式和混合式。但由于场地限制、变压器容量等条件影响，混流泵站亦可采用湿室型泵房。

2 兑南新站基本情况

兑南新站位于栖霞区八卦洲街道，其功能是排涝。原泵站采用湿室型泵房，装有 6台500HW-6卧式混流泵机组，装机总功率为330kW，采用皮带传送，变压器容量 400KVA。本次泵站设计流量为 3.0m3/s，规模为小(1)型，工程等别为Ⅳ等。泵站安装三台套 650HW-7卧式混流泵机组，装机总功率为270kW。每台泵的设计流量 1.0m3/s，设计净扬程 4.70m，总扬程6.0m，配用 3台 Y280M-4电机，混流泵和电机之间采用减速器连接，变压器保留利用，目前泵站运行良好。

3 工程设计

兑南新站原址拆建，泵站为湿室型隔墩式泵站（3孔)，站身为钢筋混凝土整体筏式结构，配电间兼做检修间，位于泵房的左侧。

3.1 泵室平面尺寸的确定

泵房顺水流方向布置，总宽8.5m，总长15m。泵房包括泵室、配电间（检修间)，主机组布置采用单列布置，相邻机组间距为3.0m，见图1。

图1 泵站平面布置图

3.2 进水池布置

进水池采用开敞式多边形，进水流态好，进水池的尺寸结构主要由机组安装、维修决定，同时考虑水力条件的优化。本次设计进水池的净宽为2.5m，进水池长度为7.9m，见图2。

4 设计小结

4.1 泵型的选择

图2 泵站进水池布置图

一般湿室型隔墩式泵站采用轴流泵比较经济而且方便运行管理，可以直接启动，省去抽真空时间，卧式混流泵多用于分基型泵房中，可以减少土建投资。考虑原变压器容量为400KVA，轴流泵功率较大，以及场地限制，采用湿室型混流泵站。泵型为26寸（650HW)卧式混流泵标准件是右出水（见图1)，左出水的价格一般比右出水的价格贵1万元左右，考虑到本次泵站的检修间在泵房的左侧，本次采用左出水，减少土建及地基处理的投资。

4.2 泵站传动装置选择

泵站的传动方式：直接传动、间接传动

（1)直接传动

采用相应转速档次的电动机配套水泵，即联轴器直接传动。联轴器俗称靠背轮，有两个圆盘，分别用键固定在动力机和水泵的轴端上。

（2)间接传动

在水泵和动力机转速不等或转向不同，或轴线不在一直线上时。

一般有皮带传动，齿轮传动、减速器。

本次选用转速为1450转/分的4极电机，通过减速器使转速降为450转/分，同直联12极电机的转速一致，电机极数由12极降为4极，总价格较采用联轴器减少1.5万元。

4极电机与12极电机价格相差较大，如果运行损坏，维修更换方便。同时联轴器的传动效率为 99%左右，减速器的传动效率一般为 96%左右，对泵站的装置效率影响较小。

4.3 后壁距

后壁距是水泵或进水管中心至进水池后壁距的距离。本次设计考虑到节省投资、方便施工，后墙兼做导流墙，后墙与隔墩之间设贴角。

4.4 泵室布置紧凑

进水池的净宽2.5m，机组中心的距离为3.0m。一般设计在墩墙上设置结构柱，考虑到混流泵的特点，如果在墩墙上设置，机组中心的距离为 4.0m，增加土建和桩基投资。本次设计在墩墙上设置受力梁，受力梁中心布置结构柱，解决了出水管和结构柱的矛盾。

图3 泵站纵剖面图

4.5 桩基布置

本次设计采用灌注桩，一般设计采用矩形布置，桩布置在墩墙下，考虑到检修间距离较大，矩形布置间距不均匀，为满足要求将桩布置成梅花形，并考虑到机组侧受力较大，桩采用不均匀布置，从而节省了地基处理的投资。

5 结论

（1)合理利用混流泵的出口方向

泵型为26寸（650HW)卧式混流泵标准件是右出水。可以根据现场条件合理选择出口，通过土建投资和非标准件设备投资做比较。

（2合理选用泵站的传动装置，在兼顾装置效率的情况下，降低工程投资，方便更换维修。

（3)采用墩墙上设置受力梁，受力梁中心布置结构柱，后墙兼做导流墙，结构布置紧凑。

（4)地基处理结合上部结构荷载采用非对称梅花型布置，受力合理、减少桩数量，缩短施工工期。

（5)检修间下设置进水孔，利用空箱水重有效解决抗滑稳定及施工中空箱拆模板困难问题。

1.储训 刘复新，中小型泵站设计与改造[M] .南京∶河海大学出版社,2001.

2.刘超 徐辉，水泵及水泵站[M] .南京∶中国水利水电出版社,2009.

3.丘传忻，取水输水建筑物丛书—《泵站》[M].北京∶ 中国水利水电出版社,2002.