浅议贯流泵在城市防洪中的应用

徐哲 吴海鹏 高婷婷 刘利

【摘要】大型潜水流泵技术已经成为了城市排涝工程中的主要应用技术。文章介绍了贯流泵的技术特点，优点，以及贯流泵在城市防洪中的应用和安装技术。

【关键词】贯流泵；技术介绍；城市防洪；应用

前言

对缓解市区防洪压力、改善市区投资环境、提升城市形象，促进经济社会可持续发展具有十分重要的意义。所以城市的防洪排涝工程的分析设计已经深入到了城市建设的理念之中。在汛期，暴雨之后城市内如何迅速彻底的排涝是我们要研究的关键所在。 这些年，大型潜水流泵技术已经成为了城市排涝工程中的主要应用技术。

一、城市防洪工程中泵装置型式的选择

在城市排涝中泵型的选择是非常重要的， 选择了合适的泵型不但能节省开资，还能使排涝工作安全、迅速的完成。

泵装置型式的选择主要取决于以下因素：

（1）泵装置型式的安全可靠性。在排涝泵站选用的泵装置在制造技术上应是成熟的，而且应有成功的应用实例，以保证其安全可靠性。

（2）理想的运行参数。泵装置的设计扬程工况应满足要求，水泵平均扬程工况应在高效区运行，最高扬程工况下配套电动机不会过载。

（3）合理的布置形式。在满足设计要求的前提下，泵装置应采用合理的安装、布置形式，降低泵站建

设总投资。

（4）较高的泵站装置效率。选择的泵装置应具备较高的泵段及配套进、出水管路效率，从而节省泵站运行费用

二、贯流泵的特点

贯流泵是将潜水电机技术与贯流泵技术结合而产生的新型机电一体化产品，既保持了贯流泵本身的优点，又利用潜水电机技术，克服了传统贯流泵电机冷却、散热、密封等难题，该泵工况适应于大流量、低扬程场合，用于雨水排放、工農业用水、区域调水，尤其适用于排涝和灌溉综合考虑的水利、防洪工程。

该类型泵具有以下特点：

1 进、出水扬程损失小，泵站装置效率高，

2 相同工况下，电机功率配置小，运行费用较低，

3 水泵基础下无需设吸水槽，开挖量小；

4 泵管平直，适宜取消上部高大厂房，也可以不建厂房，用汽车吊装来取代固定式行车。

5 节省开挖量、土木工程费、建筑工程费，减少安装面积。节约泵站工程总造价30-40%；

6 安装快捷，安装方便。

三、贯流泵的技术介绍

3.1 小型泵与电机同轴，结构紧凑，轴伸尽量缩短，并提高刚度，从设计上将挠度控制在允许范围内，运行时振动小，密封和轴承寿命更长，大型泵采用齿轮变速结构。采用CFD与实验方法相结合，确定流线形状，保证运行高效。

3.2 电机外壳直接将热量传到周围介质中，热量被周围的水流带走。大功率高电压电机。采用内风道散热专利技术，使得三相绕组温升低、温度场分布均匀。高性能鼠笼式感应电机，特别为潜水泵设计制造，符合GB755标准。绝缘等级为F级，最高工作温度可达135℃。随功率不同，可采用380V、660V、3KV、6KV、10KV等电压等级，对高电压电机采用两次VPI绝缘工艺，确保绝缘可靠。轴承采用滚动轴承，能够承受所有的轴向和径向负荷，并完全与泵输送的介质分开。

3.3 水贯流泵为卧式结构，从泵进口看，叶轮逆时针方向旋转。叶轮采用先进的水力模型换算所得，性能优良、稳定、成熟。选择较小的nD值。抗汽蚀性能好，确保运行平稳。较小的产品采用两套独立的机械密封，较大的产品采用层状剪切填料密封，或机械密封以不同的密封形式适应不同的结构，确保密封可靠

四、应用方面的探讨

由于城市防洪工程中各个城市的防洪特性不同，一种结构的贯流泵并不能适应各种工作

条件，应当对不同条件进行慎重分析，拟采用下列不同结构的贯流泵。

4 .1 电机与叶轮直联

这种结构适用于流量不大的贯流泵，潜水电机就是灯泡体，电机与水泵共轴。该型式的优点是结构紧凑、简单，可靠性高；传动效率高，无中间损耗，无额外噪声；振动小。但直联式的潜水贯流泵，其单机运行流量一般在4m3/s 以下为宜。

4 .2 电机与叶轮之间内置行星减速机

采用减速机内置在贯流泵内，使得电机、行星减速机、叶轮同轴线，就可以选取较高转速的电机，灯泡体的直径也可以减小，使贯流泵可以做得更大一些。对电机而言，功率因数也得到提高，成本也有下降。这种结构的贯流泵，流量范围一般为4 -12 .5m3/s 。

4 .3 电机与叶轮采用锥齿轮传动

这种结构采用锥齿轮正交传动，电机在水上运行，可以采用普通立式电机；泵内部结构较紧凑，密封和防渗漏问题都能很好地解决，检修较方便，运行可靠。锥齿轮传动的同时可以对电机减速，这样可以使电机选得功率因数高一些，体积小一些。与内置减速机的贯流泵类似，

这种结构的贯流泵流量可从4 -12 .5m3/s 。

五、潜水贯流泵的安装形式与尺寸

潜水贯流泵一般采用干式安装，（泵坑内无水，机组周围是干的，可以进行正常维护）.两端与管道采用伸缩节相连。其安装系统为预埋钢板、地脚螺栓，两只伸缩节。预埋钢板为一次预埋件，预埋时须将混凝土中钢昉与钢板下部插筋焊接：地脚螺栓旣可以一次预埋，也可以二次预埋；两端伸缩节为二次预埋件。

安装时先将贯流泵放到预埋钢板上，再依据其位置将连接螺栓与预埋板焊牢。如果地脚螺栓为一次预埋，则以地脚螺拴作为定位依据，如果地脚螺检要二次预埋，可在潜水泵就位后进行，然后依据设计图样，用楔铁调节贯流泵的高度，使其满足高程要求，最终将泵位置固定。泵运转时的轴向水推力由地脚螺栓和预埋钢承受。

将两只伸缩节与泵进出水端连接，确定伸缩节位置：再将混凝土外露钢筋与伸缩节焊接，最后进行二次灌浆。

检修时如需要将泵吊起，先关闭检修门，将泵过水流道内的积水放掉，抽干泵坑，再将进出水两端的伸缩节松开，即可将各泵吊离。

参考文献：

[1] 潜水贯流泵在龙子湖泵站中的应用 潘强 2010

[2] 新型水泵在城市 防洪工 程的应用探讨 陈璐2002