sez型立式混流泵在引水泵站中的應(yīng)用

    摘要：論述了混流泵的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，并以揚(yáng)州瘦西湖調(diào)水泵站為例分析了SEZ立式混流泵的結(jié)構(gòu)和主要特點(diǎn)，介紹了其在引水泵站中的應(yīng)用。

　　關(guān)健詞：泵站，混流泵，結(jié)構(gòu)，應(yīng)用

　　前言

　　混流泵應(yīng)用于農(nóng)田排灌、防洪、排澇、污水處理、電站(燃煤電站，核電站，蓄能電站，潮汐電站)冷卻系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域。混流泵比轉(zhuǎn)數(shù)范圍通常為300-500；其口徑為100-1 500 nun，有的可達(dá)到6 000 mm以上；其揚(yáng)程3-30 m，最高可達(dá)60 m；流量200-2 000 Us或者更大，轉(zhuǎn)速100-1 450 r/min，混流泵在性能和結(jié)構(gòu)方面，介于離心泵和軸流泵之間?；炝鞅门c離心泵和軸流泵相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、占地面積小、性能穩(wěn)定、功率平穩(wěn)，在揚(yáng)程變化時(shí)功率變化很小，且易于調(diào)速。

　　目前，加強(qiáng)棍流泵的研究和開(kāi)發(fā)是非常重要的，尤其是研制抗汽蝕性能好、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、運(yùn)行平穩(wěn)的大型混流泵，以便適應(yīng)南水北調(diào)工程對(duì)泵的需要。

　　1 SEZ型立式混流泵的特點(diǎn)

　　1.1立式混流泵的主要形式

　　立式混流泵葉輪淹沒(méi)于水下，起動(dòng)時(shí)無(wú)需抽真空，且電機(jī)安裝于上層，通風(fēng)良好，不會(huì)為洪水所淹沒(méi)，這是臥式泵所不能及的優(yōu)點(diǎn)。立式混流泵具有效率高、汽蝕性能好、體積小、維修方便的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分為導(dǎo)葉式和蝸殼式兩種。立式導(dǎo)葉泵可分為轉(zhuǎn)子可抽的雙殼體式(K型)和轉(zhuǎn)子不可抽的單殼體式(B型)。根據(jù)安裝方式，又可分為單基層式和雙基層式兩種，單基層式的電機(jī)與泵安裝于同一基礎(chǔ)上，而雙基層式的電機(jī)與泵分別安裝在各自的基礎(chǔ)之上。為適應(yīng)不同使用范圍，葉片分為固定式和可調(diào)式兩種。目前，主要的型號(hào)有LKX型(固定葉片、轉(zhuǎn)子可)、LBS型(固定葉片、轉(zhuǎn)子不可抽)，LBX型(固定葉片、轉(zhuǎn)子不可抽、出水管安裝在泵基礎(chǔ)之下)，LKX型(固定葉片，泵轉(zhuǎn)子可抽，出水管安裝在泵基礎(chǔ)之上)，TKK型(葉片可調(diào)，泵轉(zhuǎn)子可抽，出水管安裝在泵基礎(chǔ)之下)，LT型(葉片可調(diào)，泵轉(zhuǎn)子可抽，出水管安裝在泵基礎(chǔ)之上)幾種，可供選型。

　　1.2 SEZ型立式混流泵特點(diǎn)

　　SEZ型立式混流泵是一種新利的混流泵，具有揚(yáng)程高、流量大、效率高、適應(yīng)范圍廣的優(yōu)點(diǎn)(在揚(yáng)程變化較大時(shí)，電機(jī)功率變化很小。SEZ，型立式混流泵采用一種上支承的方式，電機(jī)與水泵連接為一體，因此安裝極為方便，機(jī)組振動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn)。SEZ型立式混流泵的結(jié)構(gòu)如圖I所示。

　　SEZ型立式混流泵具有如下特點(diǎn)。

　　(1)可抽芯式結(jié)構(gòu)。

　　SEZ型立式混流泵的最大特點(diǎn)為可抽芯式結(jié)構(gòu)，抽芯體包括葉輪室、導(dǎo)葉、葉輪、導(dǎo)軸承、軸、中間連接器、護(hù)套管等零件。它可以從泵體中整體抽出，不必要拆卸外筒體和聯(lián)接管路即可輕易拆下抽芯整體，從而給檢修帶來(lái)了很大的方便抽芯體結(jié)構(gòu)外形如圖2所示。

　　(2)陶瓷導(dǎo)軸承。

　　在立式泵上使用的導(dǎo)軸承在進(jìn)水池水位以上時(shí)，在泵起動(dòng)而未投人正常運(yùn)行前，如果不從外界供水，這些軸承就會(huì)缺水潤(rùn)滑，而ri在投入正常運(yùn)行后用抽送的水進(jìn)行潤(rùn)滑也容易造成導(dǎo)軸承磨損。SEZ型立式混流泵的導(dǎo)軸承采用陶瓷材料，十分耐磨，當(dāng)泵進(jìn)人正常運(yùn)行后，可由泵本身抽送的渾水進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑，其磨損量非常小，是一種很有推廣前途的渾水潤(rùn)滑軸承，對(duì)簡(jiǎn)化水泵的結(jié)構(gòu)有很大的意義。這種陶瓷軸承所選用的材料主要是氧化鋁(AlO}，氧化錯(cuò)(ZrO)，碳化硅(Sic)，氮化硅(SiA)。這些材料在潤(rùn)滑條件不好的J清況下仍具有良好的導(dǎo)熱性能和耐磨性能。據(jù)測(cè)試，這種結(jié)構(gòu)的軸承已安全運(yùn)行20000 h以上。

　　(3)自動(dòng)排氣裝置。

　　在泵系統(tǒng)出水管道較長(zhǎng)時(shí)，管道中積聚有大量空氣，空氣的存在會(huì)使起動(dòng)時(shí)問(wèn)增長(zhǎng)，且造成起動(dòng)不平穩(wěn)。SEZ型立式混流泵安裝有自動(dòng)排氣閥裝置，可以在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)將管道內(nèi)的氣體排出，使機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行。

　　2在瘦西湖引水泵站中的應(yīng)用

　　2.1泵站基本情況

　　揚(yáng)州市瘦西湖引水泵站位于揚(yáng)州市發(fā)電廠北、磚廠附近的京杭大運(yùn)河西側(cè)。該工程安裝SEZ700-595/500型立式導(dǎo)葉式混流泵，配用Y3551，-8型200 kW電機(jī)4臺(tái)套，設(shè)計(jì)流量4 m3/s.

　　四臺(tái)泵經(jīng)并聯(lián)后匯人直徑1.6 m的管道輸水，輸水總管長(zhǎng)5.6 km，匯人保障湖，并自流進(jìn)人瘦西湖

　　2.2采用立式混流泵代替原設(shè)計(jì)離心潛水泵

　　經(jīng)模型試驗(yàn)測(cè)試換算，瘦西湖引水泵站在設(shè)計(jì)工況下，單泵設(shè)計(jì)流量Q=1.0 m3/S，總揚(yáng)程H=11.14 m，正常起動(dòng)揚(yáng)程H啟動(dòng)=15.87 m，最不利起動(dòng)揚(yáng)程H啟動(dòng)=18.25 m。原設(shè)計(jì)選用700GQ4000-20-315型潛水式離心泵，潛水離心泵的最大優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需建造水上泵房，它比較適用于城市排水土地緊張的地方。造價(jià)分析表明，潛水泵的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通水泵加電動(dòng)機(jī)的價(jià)格?？紤]到瘦西湖引水泵站位于城市郊區(qū)，土地不是泵站投資的主要因素，而反之引水泵站要建造出漂亮的泵房，成為一處觀光景點(diǎn)。

　　另外，由于潛水離心泵中的電動(dòng)機(jī)對(duì)出水的阻擋及進(jìn)水條件相對(duì)較差，泵的效率偏低?？紤]到引水泵站常年使用，必須有較高的效率才能降

　　低運(yùn)營(yíng)成本。而潛水離心泵本身進(jìn)水條件差，出口有電動(dòng)機(jī)的阻塞，特別是原設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)功率大，對(duì)水泵出水堵塞作用較大，造成出水效率降低。據(jù)初步分析，潛水泵的效率比普通泵要降低5%左右。

　　考慮到以上的因素，加上離心泵揚(yáng)程偏離泵站設(shè)計(jì)工況較多，所以選用了SEZ立式混流泵。這種新型的混流泵具有效率高，汽蝕性能好，功率變化平穩(wěn)，在揚(yáng)程變化時(shí)功率變化很小，檢修方便的特點(diǎn)。特別是立式混流泵，起動(dòng)時(shí)無(wú)需抽真空，輔助設(shè)備少，電動(dòng)機(jī)位于地面層，通風(fēng)、采光、散熱性能好，檢修方便，上層機(jī)房?jī)?nèi)僅布置立式電機(jī)，布置簡(jiǎn)單，可以減小機(jī)房尺寸。因此，選用立式混流泵是因地制宜的最佳選擇。所以經(jīng)多種泵型方案比較后，最終選用SEZ700-595500型立式導(dǎo)葉式混流泵。

　　2.3立式混流泵拆裝順序

　　2.3.1水泵筒體的安裝

　　(1)把第一部分筒體(包括進(jìn)水喇叭和外接管)吊人泵井內(nèi)并把它放在支承工字鋼上。

　　(2)把第二部分筒體(外接管)吊到上第一部分筒體上并組裝好。

　　(3)吊起上述第一、第二部分筒體和底版，抽去外接管出支承用工字鋼，降下筒體，用工字鋼支撐在外接管處。

　　(4)類似第一、二部分筒體的安裝方法，分步依次裝好整個(gè)泵筒體。

　　3.3.2泵抽芯部分的安裝

　　(1)把包括葉輪室、導(dǎo)葉、葉輪、導(dǎo)軸承、軸、中間連接器、護(hù)套管等零件在內(nèi)的抽芯體組裝好，并垂直放置，防止倒落。

　　(2)把組裝好的抽芯體部分吊人泵外筒內(nèi)，并用工字鋼在出水彎管上支撐好。

　　(3)吊起泵的傳動(dòng)軸(軸端應(yīng)安裝好剛性聯(lián)軸器)與泵軸端的聯(lián)軸器連接好，并扳緊鉸孔螺栓及螺母。

　　(4)吊起護(hù)軸套、軸承支架、護(hù)套管對(duì)齊裝至軸承支架上并擰人相關(guān)螺栓、螺母等。

　　(5)把整個(gè)抽芯部件吊起，抽去支承用工字鋼，慢慢放下至外筒體內(nèi)，使葉輪室的錐面與外接管密封環(huán)的下錐面對(duì)齊。水泵拆卸按其相反的順序即可。

　　2.4泵站測(cè)試

　　對(duì)瘦西湖泵站的立式混流泵機(jī)組在不同工況組合下的裝置效率和振動(dòng)、噪聲及頻譜值進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。從1號(hào)機(jī)組到4號(hào)機(jī)組，分別為運(yùn)行4臺(tái)機(jī)至L臺(tái)機(jī)，主要測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。通過(guò)觀測(cè)和測(cè)試數(shù)據(jù)分析，整個(gè)機(jī)組運(yùn)行非常平穩(wěn)，并符合設(shè)計(jì)工況的要求。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　SEZ型立式混流泵具有運(yùn)行平穩(wěn)、效率高、汽蝕性能好、在揚(yáng)程變化時(shí)功率變化小，抽芯式結(jié)構(gòu)檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，它不僅兼有離心泵和軸流泵兩者的優(yōu)點(diǎn)，還克服了兩者的缺點(diǎn)。因此SEZ T4立式混流泵具有非常廣闊的應(yīng)用前景。