摘要:為實現(xiàn)變幅較大泵站的水泵合理選型,通過人為提高水泵設(shè)計揚(yáng)程或者不同泵型進(jìn)行多種工況組合,選出合適的泵型,滿足工程實際需求。通過對某泵站工程實例剖析,闡述2種方案的優(yōu)點與不足。水泵的選型設(shè)計不僅影響電氣、水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量,還與工程投資、運行維護(hù)及能耗密切相關(guān)[1]。當(dāng)水泵的揚(yáng)程變幅較大,工頻水泵(包括變頻水泵)難以滿足要求時,可通過抬高水泵揚(yáng)程或選取2種(或以上)泵型進(jìn)行多種工況組合,以滿足工程實際的運行要求。下面結(jié)合某泵站工程實例對解決方案進(jìn)行淺析。
1實例分析
1.1設(shè)計參數(shù)
西南地區(qū)某泵站主要設(shè)計參數(shù)如下:①水庫水位:校核洪水位為375.5m,正常蓄水位為371.9m,死水位為356.4m;②高位水池水位:#高水位為374.5m,設(shè)計水位為373.5m,#低水位為373.0m;③設(shè)計流量為0.387m3/s。該工程由取水管道、泵站、輸水管道,高位水池組成。泵站通過管道從庫區(qū)直接取水,由管道提水至高位水池,由高位水池自流供水。庫區(qū)到泵站距離約120m,泵站至高位水池距離約120m。根據(jù)設(shè)計條件得出水泵揚(yáng)程為2.4~19.4m,揚(yáng)程變幅為Hmax/Hmin≈8.1[2]。經(jīng)詢多個水泵生產(chǎn)廠家,一種型式的水泵(即使變頻運行)難以滿足本泵站全范圍運行揚(yáng)程要求。
1.2解決方案
針對水泵揚(yáng)程變幅很大這一難題,可以考慮2個方案。
1)提高水泵揚(yáng)程
原方案水泵揚(yáng)程為2.4~19.4m,揚(yáng)程變幅為Hmax/Hmin≈8.1,變頻水泵也無法滿足運行要求。可以通過抬高水泵揚(yáng)程(抬高高位水池水位或增加沿程損失),如將高位水池水位整體抬高10m,此時水泵揚(yáng)程為12.4~29.4m,揚(yáng)程變幅為Hmax/Hmin≈2.4,臥式單己秒心泵(變頻電機(jī))可以滿足在該揚(yáng)程范圍內(nèi)正常工作。
2)多種泵型進(jìn)行多種工況組合
根據(jù)不同的揚(yáng)程范圍選擇不同類型的水泵進(jìn)行多種工況組合,通過“拼湊”揚(yáng)程以滿足工程實際需求。經(jīng)分析,方案一抬高水泵揚(yáng)程,優(yōu)點是水泵電動機(jī)組臺數(shù)、類型少,1次性投資少,運行維護(hù)簡單,但是水泵電動機(jī)組功率增加,增加了運行費用;方案二“拼湊”水泵揚(yáng)程,優(yōu)點是運行費用低,但是機(jī)組臺數(shù)、類型增多,增加了土建及機(jī)電設(shè)備的1次性投資。由于本工程泵站年運行小時數(shù)較高,方案一年運行成本遠(yuǎn)高于方案二,經(jīng)綜合比較分析,本階段tuijian方案二。
1.3水泵選型設(shè)計
本階段將運行揚(yáng)程范圍(2.4~19.4m)分為3個揚(yáng)程段,針對不同揚(yáng)程段選用水泵,滿足運行要求。根據(jù)不同廠家的水泵及主要技術(shù)參數(shù),進(jìn)行水泵電動機(jī)組比較,見表1~3所示。從表1可知,NS400-350和DF30-400兩種泵型的轉(zhuǎn)速相同,DF30-400設(shè)計工況點效率較高。經(jīng)綜合比較,初步選定的水泵型號為DF30-400,電機(jī)功率110kW。
從表2可知,350QZ0.34-7.2和350QZ-70兩種泵型的轉(zhuǎn)速相同,350QZ-70設(shè)計工況點效率較高。經(jīng)綜合比較,初步選定的水泵型號為350QZ-70,電機(jī)功率45kW。從表3可知,500QZ0.45-3.5和350QZ-125A兩種泵型的轉(zhuǎn)速相同,350QZ-125A設(shè)計工況點效率較高。經(jīng)綜合比較,初步選定的水泵型號為350QZ-125A,電機(jī)功率30kW。
綜上所述,泵站選用臥式單己秒心泵(DF30-400)、潛水軸流泵(350QZ-70、350QZ-125A),電機(jī)功率分別為110kW、45kW、30kW。庫區(qū)和高位水池內(nèi)分別裝設(shè)1套投入式液位變送器和1套浮子式液位信號器,用于監(jiān)測庫區(qū)和高位水池水位,結(jié)合水泵管路損失,得出水泵實際運行時的揚(yáng)程。泵站根據(jù)不同揚(yáng)程啟用適用水泵,滿足不同揚(yáng)程下的供水需求。
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