水泵性能分析在任排泵站主泵更新选型中的应用张晓锋

张晓锋1赵小米2

陕西省交口抽渭灌溉管理局陕西省渭南市714000

摘要：本文在泵站各运行工况的基础上，分析水泵性能参数，从而选择出对工程最为合适的水泵型号。实际选型时，性能参数与性能曲线是结合使用的；限于篇幅，本文省略水泵性能曲线图。

关键词：任排泵站水泵更新选型水泵性能参数

1.前言

任排泵站是陕西省渭南市渭北地区的主要排涝泵站，位于渭南市临渭区信义乡任李村以东，东干沟入渭处，是交口灌区规模最大的排水泵站。排水面积56.87万亩，设计流量19.35m3/s，净扬程7.11m。泵站经过四十年运行来，水泵泵体、导叶体、叶片等处均产生不同程度的汽蚀，泵轴、轴套磨损严重，填料密封破坏；机组振动剧烈、噪音大；电动机绕组绝缘老化，运行温升温度超过规程规定。

2.水泵更新改造的原则

更新改造后的水泵在设计扬程下，应满足设计流量的要求；在平均扬程下，应在高效区工作；在最高、最低扬程下，水泵应安全、稳定运行，不出现振动及汽蚀。

3.泵站水泵电动机组选型论证

3.1设计流量及净扬程

1）设计流量：根据交口灌区一、二期排水设计资料，排水标准按十年一遇三日连续最大降雨100毫米产生的地下径流进行设计，设计径流模数为0.05m3/s•km2，则，设计流量Q=56.87×104×667×0.05/106=18.97m3/s

2）设计净扬程：①前池水位：按任排站前干沟设计断面计算得：Q=18.97m3/s时，干沟对应水深为2.9m。任排站进水闸处干沟沟底高程为337.237m，则，设计下水位=进水流道底高程+设计流量对应水深-过闸栅损失=337.237+2.90-0.20=339.937m；②出水水位：任排泵站防洪标准按渭河50年一遇洪水设计，相应设计洪水位346.107m。穿堤管道位于防洪水位以上0.2m，初拟管径Dg1400，则，设计上水位=346.107+0.2+0.7=347.007m；③设计净扬程计算：H净设=设计上水位-设计下水位=347.007-339.937=7.07m

3.2水泵电动机组选型论证

1）参选方案：依据泵站设计流量及扬程，通过分析计算，提出了三种比较方案，分别为：方案Ⅰ，原泵型方案，即选用5台40ZLB-50、2台28ZLB-70及2台20ZLB-70立式轴流泵；方案Ⅱ，选用4台1300ZLB-70及2台700ZLB-70立式轴流泵；方案Ⅲ，选用5台1000ZLB-8.7（+4°）及3台700ZLB-9.2（0°）立式轴流泵。

2）水泵工作点确定：以下只列出方案Ⅲ即5台1000ZLB-8.7（+4°）及3台700ZLB-9.2（0°）立式轴流泵工作点的详细计算，其他方案的参数计算从略：

（1）装置阻力参数：（计算过程略）①1000ZLB-8.7（+4°）轴流泵：S=0.157≈0.16s/m5；②700ZLB-9.2（0°）轴流泵：S=0.62s/m5。（2）水泵运行工况计算：1000ZLB-8.7（+4°）轴流泵机组：①设计工况：设计扬程时，应确保电机不过载及安全可靠运行。经计算当H净设=7.07m时，Q设=3.06m3/s，h损=1.5m，H设=8.57m，N轴=307.78kW，η泵=83.5%。②单泵运行工况：进水池最低水位=337.237+1.29-0.2=338.327m。H净max=347.007-338.327=8.68m，经计算当H净max=8.68m时，Qmin=2.83m3/s，h损=1.28m，H=9.96m，N轴=331.61kW，η泵=83.3%。700ZLB-9.2（0°）轴流泵机组：①设计工况：设计扬程时，应确保电机不过载及安全可靠运行。经计算当H净设=7.07m时，Q设=1.36m3/s，h损=1.14m，H设=8.21m，N轴=133.44kW，η泵=82%。②单泵运行工况：进水池最低水位=337.237+0.83-0.2=337.867m。H净max=347.007-337.867=9.14m，经计算当H净max=9.14m时，Qmin=1.25m3/s，h损=0.97m，H=10.11m，N轴=151.03kW，η泵=82%。（3）所需流量与泵站流量校核：1000ZLB-8.7（+4°）轴流泵：3.06m3/s×5台=15.3m3/s；700ZLB-9.2（0°）轴流泵：1.36m3/s×3台=4.08m3/s；泵站总流量为19.38m3/s，与所需流量18.97m3/s略偏大，满足规范要求。（4）在设计工况下，机组能源单耗和装置效率如下：1000ZLB-8.7（+4°）轴流泵：η装=64.1%，e=4.24kW•h/kt•m；700ZLB-9.2（0°）轴流泵：η装=64.3%，e=4.23kW•h/kt•m。

3）方案比较论证：方案论证详见表一，结论如下：方案Ⅰ，原泵型方案虽流量满足要求，但水泵台数较多，管理不方便，且更新9台水泵土建工程量较大，此方案不合理。方案Ⅱ虽流量满足要求，但大小机组流量搭配不甚合理，运行不灵活，且水泵效率偏低，能源单耗偏高，故此方案不是最佳方案。方案Ⅲ总流量19.38m3/s，较所需流量18.97m3/s大2.16%，满足规范要求，大小机组搭配合理运行灵活，水泵效率较高，能源单耗低，各项指标较理想。综上所述，方案Ⅲ明显优于其它各方案，故方案Ⅲ为最终选型方案。

4结语

2013年任排泵站更新改造后，泵站各机组运行情况良好，满足设计要求。经统计年新增排涝治渍效益346万元，经济效益非常显著。

参考文献：

[1]魏德林.农业节水灌溉水泵机组的选型与配套[J].黑龙江科技信息.2012年第25期