长江中下游地区立式长轴深井泵选型方案

陆 伟 胡高斌 薛泳泳 蒋 柯

（ 江苏国信靖江发电有限公司，江苏 泰州214500）

1 立式长轴深井泵相关参数及结构特点

1.1 案例

以某电厂旋转滤网冲洗水泵为例，旋转滤网冲洗水泵作用为抽取循泵房进水间水，升压后冲洗旋转滤网网面上的污物；采用直流供水系统，布置在长江大堤内，循泵站内设4 台旋转滤网冲洗水泵，全露天布置。

生产厂家：上海阿波罗机械股份有限公司

型号：150AL-45-000

1.2 介质泥沙含量参数

长江中下游的来沙以悬沙为主，本河段汛期沙量较大，汛期输沙率占全年的90%，其中7～9 月输沙率达全年总量的59.3%。根据大通水文站1953～1989 年历年泥沙资料统计如下：

历年最大含沙量：3.240kg/m3(1959 年8 月6 日)

历年最小含沙量：0.016kg/m3(1999 年3 月3 日)

表1 水质全分析报告

历年平均含沙量：0.19g/m3

根据垂线含沙量统计，本次测验期间测点的最大含沙量值为1.14kg/m3，垂线平均最大含沙量值为0.502kg/m3。

1.3 水质

水源为长江水，长江水全年水量丰富，水质较好，且全年保持稳定。此外长江水受污染程度轻，地面水环境质量状况较好。根据现阶段电厂提供的一份水质全分析报告资料，长江水悬浮物及含盐量低，化学耗氧量低，总体水质较好。

1.4 设备参数

泵使用工况点 运行工况 项目 单 位 流量范围 m3/h 140 扬程范围 m 55 轴功率 kW 32.8 效率 % 70 汽蚀余量 mH20 2.0 转速 r/min 1450 出口公称直径 mm DN175 出口公称压力 MPa PN1.6 水泵级数 5 水泵总重量 kg 3900 旋转方向 电机端看顺时针旋转

电机参数

项目 单 位 数 据 额定功率 kW 45 主要 特性 额定电压 V 380 同步转速 r/min 1450 频率 Hz 50 效率 % 84.2 功率因数 % 0.88 堵转转矩 （倍） 1.9 堵转电流 （倍） 6.0 最大转矩 （倍） 2.2 绝缘等级 IP56/F 级 重量（电机总重） kg 320 旋转方向 与泵的旋转方向相同 电动机制造厂 河北衡水

1.5 设备主要部件材质

序号 主要部件名称 材质 1 叶轮 304 不锈钢 2 泵座 QT400 球墨铸铁 3 导叶体、下壳体 304 不锈钢 4 泵轴 2Cr13 5 轴承 进口赛龙聚胺脂轴承 6 轴套 2Cr13 7 联轴器 304 不锈钢 8 扬水连接管 304 不锈钢 9 滤水网 304 不锈钢 10 紧固件 304 不锈钢

2 换型的必要性

2.1 超长泵体导致水中导轴承数量与叶轮级数均较多，且原导轴承选用普通橡胶材质，江水中泥沙含量较高，水质较差，设备故障率较高。

2.2 立式长轴深井泵因为其结构特点解体检查必须要行车配合逐级起吊拆卸，有些位置行车行程不够还需要协调吊车现场配合，每次检修费用都较高；单台泵每年检修备件费用就要5万，算上人工费达到每台泵1 年检修费用达到15 万元。

2.3 旋转滤网冲洗水泵为旋转滤网提供足够压力的冲洗水，冲洗水泵故障如果备用泵也出现问题的话会导致旋转滤网网板发生变形，不及时处理严重的时候甚至会影响机组真空，导致跳机事故。

综上所述，为克服设备故障频繁、检修费用高等不利因素，满足长江中下游地区江水泥沙含量高的实际运行工况，决定采用耐泥沙磨损、更高性能的陶瓷轴承代替原有的橡胶轴承，并提升流体主要部件材质，提高设备可靠性和稳定性。

图1

3 选型方案

3.1 原旋转滤网冲洗水泵结构特点及存在问题

如图1 所示，原旋转滤网冲洗水泵是上海阿波罗生产的长轴深井泵，采用立式泵的超长泵体和水中导轴承，水下级数较多（五级叶轮），导致故障率较高，需要频繁进行检修，且因为导轴承采用普通橡胶材质，加之水下级数较多，部件易腐蚀，某电厂已经发生过多起此类型立式长轴深井泵的工作部件脱落入水中的事故。此类型水泵不仅故障率高，寿命低，而且检修极不方便，需要逐级起吊提升进行拆卸，而且由于其高故障率，直接影响到机组的安全稳定运行。

3.2 新泵的选型要求

3.2.1 为了满足现场运行需求，参数要求如下：

流量140m3/h；

扬程55m；

转速1475r/min；

效率70%；

电机功率小于等于45kw；

泵长度12700mm（从基础到泵吸入口）。

图2

3.2.2 结构要求

如图2 所示，在泵的扬程和流量满足正常运行需求的条件下，结构上在水下设置一级叶轮，上机架设计一级升压叶轮，水下部件负载较轻，有利于延长使用寿命；上机架轴承设计两道轴承增强传动轴的刚性，稳定性更好，升压叶轮工作负载有上机架承受，可以提高设备使用寿命。

3.2.3 材质要求

流体主要部件采用不锈钢材质，水下导轴承采用耐磨耐泥沙陶瓷轴承（陶瓷轴承），有效减少了磨损及腐蚀。（连续使用寿命至少达到3000 小时）

3.3 新泵的结构特点及优势

新型水泵设计水下只有一级诱导轮，平台上是主叶轮，水下级数较少，加上泵体导轴承使用耐磨耐腐蚀耐泥沙的碳化钨轴承（陶瓷轴承），可以有效减少了故障率，保证系统的稳定运行；且因为水下只有一级诱导轮，也方便了泵体的检修，节约了人力、物力和财力。

4 换型后的使用效果

长江中下游地区某电厂旋转滤网冲洗水泵换型后运行状态良好，水泵出力、电流等参数与之前基本一致。出口流量约140m3/h，扬程约55m，电机功率约45kw。目前该泵换型后运行至今已满两年，除调整更换填料、定期补油等日常维护工作外未进行过大修。

新型旋转滤网冲洗水泵水下部分只有一级诱导轮，主叶轮在平台上，有效减少了故障率；运行期间无故障情况发生，大大提高了冲洗水泵的稳定性，保障了循环水系统的安全运行。目前该电厂同类型立式长轴深井泵已陆续进行升级换型，新泵在运行期间各种工况下运行参数均满足设计要求，每台泵年检修费用节约约10 万，机组在经济性、安全性、稳定性等方面得到了显著提高。