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关于变幅较大泵站的水泵选型浅析

作时间:2019-10-14  来源:  作者:
   
摘要:为实现变幅较大泵站的水泵合理选型,通过人为提高水泵设计扬程或者不同泵型进行多种工况组合,选出合适的泵型,满足工程实际需求。通过对某泵站工程实例剖析,阐述2种方案的优点与不足。水泵的选型设计不仅影响电气、水工结构的设计质量,还与工程投资、运行维护及能耗密切相关[1]。当水泵的扬程变幅较大,工频水泵(包括变频水泵)难以满足要求时,可通过抬高水泵扬程或选取2种(或以上)泵型进行多种工况组合,以满足工程实际的运行要求。下面结合某泵站工程实例对解决方案进行浅析。
1实例分析
1.1设计参数
西南地区某泵站主要设计参数如下:①水库水位:校核洪水位为375.5m,正常蓄水位为371.9m,死水位为356.4m;②高位水池水位:非常高水位为374.5m,设计水位为373.5m,非常低水位为373.0m;③设计流量为0.387m3/s。该工程由取水管道、泵站、输水管道,高位水池组成。泵站通过管道从库区直接取水,由管道提水至高位水池,由高位水池自流供水。库区到泵站距离约120m,泵站至高位水池距离约120m。根据设计条件得出水泵扬程为2.4~19.4m,扬程变幅为Hmax/Hmin≈8.1[2]。经询多个水泵生产厂家,一种型式的水泵(即使变频运行)难以满足本泵站全范围运行扬程要求。
1.2解决方案
针对水泵扬程变幅很大这一难题,可以考虑2个方案。
1)提高水泵扬程
原方案水泵扬程为2.4~19.4m,扬程变幅为Hmax/Hmin≈8.1,变频水泵也无法满足运行要求。可以通过抬高水泵扬程(抬高高位水池水位或增加沿程损失),如将高位水池水位整体抬高10m,此时水泵扬程为12.4~29.4m,扬程变幅为Hmax/Hmin≈2.4,卧式单己秒心泵(变频电机)可以满足在该扬程范围内正常工作。
2)多种泵型进行多种工况组合
根据不同的扬程范围选择不同类型的水泵进行多种工况组合,通过“拼凑”扬程以满足工程实际需求。经分析,方案一抬高水泵扬程,优点是水泵电动机组台数、类型少,1次性投资少,运行维护简单,但是水泵电动机组功率增加,增加了运行费用;方案二“拼凑”水泵扬程,优点是运行费用低,但是机组台数、类型增多,增加了土建及机电设备的1次性投资。由于本工程泵站年运行小时数较高,方案一年运行成本远高于方案二,经综合比较分析,本阶段推荐方案二。
1.3水泵选型设计
本阶段将运行扬程范围(2.4~19.4m)分为3个扬程段,针对不同扬程段选用水泵,满足运行要求。根据不同厂家的水泵及主要技术参数,进行水泵电动机组比较,见表1~3所示。从表1可知,NS400-350和DF30-400两种泵型的转速相同,DF30-400设计工况点效率较高。经综合比较,初步选定的水泵型号为DF30-400,电机功率110kW。
从表2可知,350QZ0.34-7.2和350QZ-70两种泵型的转速相同,350QZ-70设计工况点效率较高。经综合比较,初步选定的水泵型号为350QZ-70,电机功率45kW。从表3可知,500QZ0.45-3.5和350QZ-125A两种泵型的转速相同,350QZ-125A设计工况点效率较高。经综合比较,初步选定的水泵型号为350QZ-125A,电机功率30kW。
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综上所述,泵站选用卧式单己秒心泵(DF30-400)、潜水轴流泵(350QZ-70、350QZ-125A),电机功率分别为110kW、45kW、30kW。库区和高位水池内分别装设1套投入式液位变送器和1套浮子式液位信号器,用于监测库区和高位水池水位,结合水泵管路损失,得出水泵实际运行时的扬程。泵站根据不同扬程启用适用水泵,满足不同扬程下的供水需求。
 
 
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