小红山提灌站水泵选型设计与运行方式研究

肖 波

(新达泵阀股份有限公司，四川 达州，635000)

小红山提灌站水泵选型设计与运行方式研究

肖 波

(新达泵阀股份有限公司，四川 达州，635000)

通过对小红山取水项目提灌站工程水泵机组的初步选型，以及建成运行中遭遇故障后对水泵机组的更换选型，分析探讨了该水泵机组在导致故障的环境下的运行方式，提出了机组更换选型方案和运行方式，达到了预期的效果。 【关键词】小红山提灌站 水泵选型 运行方式

1 工程概述

小红山取水项目提灌站工程，位于云南省保山市隆阳区潞江镇芒旦村怒江西岸，控灌面积约133.3hm2。其中，高位灌区约40hm2(输水管线2150m)，低位灌区约93.3hm2(输水管线1150m)。两个灌区均采用2套机组互为备用的并联运行，其要求的设计扬程流量如下：(1)高位灌区。设计最大净扬程117m，设计最大流量50m3/h；(2)低位灌区。设计最大净扬程48m，设计最大流量160m3/h。

2 系统原理

该提灌泵站建站处怒江的最大水位变幅高达15m，故该站的提水方式采用了潜水泵安装于江中取水，然后输水至位于距江边约130m且高于最低江水位15m的泵房处，再由泵房内的地面泵接力输送到出水口。因出水点有高、低两处，为增加系统可靠性，故每处出水点都设置两套机组互为备用的并联运行使用，即先由潜水泵和地面泵串联后再并联碰管输水至各自的出水点。为方便潜水泵机组的安装及检修维护，在江边倾斜设置4根14.5m长φ325mm×8mm的引水钢筒，潜水泵用滑撬下至钢筒底部(保证潜水泵吸入口在最低水位以下0.3m)安装固定，此方案使潜水泵机组的安装及检修维护大为方便。其系统原理见图1所示。

图1 小红山提灌站系统提水原理

3 提灌站初次建成运行故障情况

3.1 初次选用水泵类型及安装方式

由工程概况及系统原理所述，该提灌站采用潜水泵取水，再串联地面泵接力输水的提水方式，经流量、扬程及管损的综合计算，及业主提供的枯水期水源状况，两个灌区选用水泵机组型号如下：

(1)高位灌区。QS50-36-7.5潜水泵(Q=50m3/h，H=36m，n=2900r/min，P=7.5kW)，L3D-128-0480-150容积泵(Q=48m3/h，H=150m，n=1470r/min，P=30kW)。

该灌区由以上水泵串联后，以2套机组互为备用的并联运行；

(2)低位灌区。QS160-15-11潜水泵(Q=160m3/h，H=15m，n=2900r/min，P=11kW)DFG150-200管道泵(Q=160m3/h，H=50m，n=2900r/min，P=37kW)。

该灌区由以上水泵串联后，以2套机组互为备用的并联运行。

故该提灌站共装机4台潜水泵及4台地面泵，4台潜水泵安装固定于江边设置的4根14.5m长的φ325mm×8mm的引水钢筒底部，4台地面泵安装固定于距江边约130m且高于最低江水位15m的地面泵房内。

3.2 初次建成运行后的故障情况

本站建成后即投入运行，用以保障133.3hm2作物的灌溉用水。在进入雨季丰水期前运行一切正常，而进入雨季丰水期后不久，发生了运行故障。主要表现为系统出水量变小，且高位灌区供水的容积泵的活塞及活塞缸严重磨损并漏水，后虽经维修处理，但不久即再度出现同样问题。

3.3 故障原因分析

故障发生后，该提灌站的业主单位、使用单位、设计施工单位联合进行了原因调查及分析，发现导致故障的原因是丰水期江水带来的大量泥沙。这些泥沙粒径约0.1mm～0.2mm左右，在该站所处位置因江面变宽、江流变缓而沉积下来，当这些淤沙在江底堆积到一定高度时，堵塞了引水钢筒底部进水口后，导致流量变小；而随水流进入水泵流道的细沙，必然会磨损流道，致使作相互摩擦运动的容积泵流道内磨损尤其严重。

4 水泵机组更换选型及运行方式研究

4.1 水泵机组更换选型

由于查明丰水期江水中所含细沙是导致取水流量变小和容积泵加剧零部件磨损的罪魁祸首，那么选择耐磨或对磨损不敏感的泵型是最简单也最直接的解决方案。经过详细的水力计算及泵型筛选后，并考虑到现场的实际安装条件，决定将高位灌区的容积泵更换为球墨铸铁材质的离心式管道泵(其余水泵继续保留使用)。其泵型为：DFG80-315管道泵(Q=50m3/h，H=125m，n=2900r/min，P=37kW)

4.2 水泵机组运行方式探讨

至于丰水期江水淤沙在江底堆积到一定高度并堵塞引水钢筒底部进水口的问题，经相关各方探讨会商后，决定采取如下对策：(1)在引水钢筒底部进水口之上且淤沙沉积不到的适当位置，开设辅助进水口，保证进水流畅；(2)在保证潜水泵吸入口距丰水期水面有足够距离的前提下，将安装固定于钢筒底部的潜水泵适当上移，避免吸入底部淤沙含量高的江水。

完成整改后，提灌站恢复运行，基本达到预期效果，仅偶尔会在水泵停止运行较长时间后再启动运行时出现出水量变小的现象。于是再次进行分析推测，判定其原因应该是潜水泵停止运行较长时间后江水中淤沙沉积在潜水泵流道内，堵塞了部分流道后导致出水量变小。对此采用的对策是，水泵停止运行较长时间后再启动运行前，先利用输水管里势压较高的蓄水对潜水泵进行反冲，将流道内沉积的少量淤沙排出，然后再启动水泵，结果流量果然恢复了正常水平。

5 结语

云南省保山市隆阳区潞江镇芒旦村小红山取水项目提灌站工程机组选型及安装应用方式选择构思新颖、技术可靠、先进可行，其针对丰水期含淤沙环境的运行方式贴合实际、简便可靠。从该提灌站建成并整改后运行至今，以及在类似机电提灌站上的应用表明，该类提灌泵站装置效率较高，安装维修运行管理方便，适合在水源水位变幅较大且距泵房有一定距离的提灌泵站工程中推广应用。

〔1〕窦以松等译. 泵站设计与抽水装置试验[M].北京：水力电力出版社，1990.2.

〔2〕丘传忻,林中卉等译. 泵站工程技术手册[M].北京：中国农业出版社，1998.12.

〔3〕严登丰编著. 泵站工程[M].北京：水力电力出版社，2005.

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