田市泵站水泵电动机组选型论证
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摘要：通过对田市泵站设计流量及净扬程计算分析，依据所选定的水泵轴功率、转数、电压等级等技术参数，按照《泵站设计规范》（GB/T 50265-97）和《泵站改造工程设计大纲》，选配水泵、电动机组。对正确选择水泵、电动机组有一定的指导价值。
Abstract: through the analysis of and net lift pumping station design flow field, water pump shaft power, speed, voltage and other technical parameters on the basis of the selected, according to the "code for design of pumping station" (GB/T 50265-97) and "Outline" pumping station renovation engineering design, selection of water pump, power unit. The correct choice of pump, motor group has certain guiding value.
Keywords: water pump motor unit selection
S277.9+2
工程概况
交口抽渭大型灌区位于陕西省关中平原东部的渭河下游，是以渭河为水源，灌排并举的大型多级电力排灌泵站工程。田市站是交口抽渭灌溉系统二级站，由渠首一级抽水站经总干渠输水至总干2号闸枢纽工程分水到田市站，再由田市站抽水到总干渠经3号闸分水到东干渠和北干渠，承担着交口灌区东干和北干85.62万亩农田的灌溉任务，是东北干的唯一提水工程，对灌区的生存与发展起着举足轻重的作用。，开灌以来，多年平均抽水流量1.35亿m3，共计抽水流量55亿m3。设计流量30m3/s，设计扬程6.15m，供水面积85.62万亩，其中本级灌溉面积17.08万亩。共安装8台泵组，其中900ZLB—100型立式轴流泵4台，配套JSL14—10型200kW电动机； 1400ZLB-100立式轴流泵，配套TL500-16/1730型500kW电动机。泵站总装机功率2800kW。
主体建筑物存在的主要问题及安全鉴定结论
陕西省大型灌溉排水泵站安全鉴定专家组将田市泵站主体建筑物评定为四类建筑物。
水泵电动机组存在的主要问题及安全鉴定结论
田市泵站水泵电动机存在以下问题：
（1）由于泵房地基下沉，导致水泵基础变形，因而机组轴发生偏磨、产生振动。
（2）机组垂直同心度、摆度超出最大允许值，造成主轴偏磨，机组振动大。
（3）上机架油箱漏油，致使电动机线圈油污很多，绕组绝缘电阻大幅度下降，温升、温度很高。
（4）目前该站使用电压等级仍是6kV，在电力系统已趋于淘汰，其设备及备件无从购置，设备维修和配件更换困难。
陕西省大型灌溉排水泵站安全鉴定专家组将田市泵站8台水泵评定为四类设备，将8台电机评定为四类设备。
泵站水泵电动机组选型论证
泵站设计流量及净扬程
1）泵站设计流量
随着农村经济日趋发展，道路、建筑等建设占用了少量灌区耕地，但据调研，占用耕地量较小，因此田市泵站设计灌溉面积仍按85.62万亩。
灌区多年的灌水率取0.175m3/s/万亩，灌溉水利用系数0.50左右，求得灌溉所需流量为30m3/s。
2）净扬程
总干渠田市站站前段及站后段均已利用续建配套节水资金进行了改造，经调研，田市站进水渠底高程：354.98m；出水渠底高程：359.76m。
当设计流量为30m3/s时，进水渠水深：2.453m；出水渠水深2.561m。
当最小流量为12m3/s时，进水渠水深：1.455m；出水渠水深1.535m。
故：进水池设计水位为：354.98+2.453-0.2=357.233m(过闸栅水头损失取0.2m)； 进水池最低水位为：354.98+1.455-0.2=356.235m（过闸栅水头损失取0.2m)；出水池设计水位为：359.76+2.561+0.10=362.421m（出水渠水头损失取0.1m）；出水池最低水位为：359.76+1.535+0.10=361.395m（出水渠水头损失取0.1m）。
本次计算拟采用的运行水位为：进水池运行最低水位为356.235m；进水池运行设计水位为357.233m；出水池设计水位为362.421m；出水池最低水位为361.395m。由此，经计算设计净扬程为5.188m。
泵站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，提出了三种可供比较的方案，分别为：方案Ⅰ，选用5台1400ZLB-85轴流泵（0°）加2台900ZLB-100轴流泵（-2°）；方案Ⅱ，选用4台900ZLB-100轴流泵加4台1400HLB-100混流泵；方案Ⅲ，选用4台1400 ZLB-85轴流泵（+2°）加3台900ZLB-100轴流泵（0°）。
2）水泵工作点确定
以下只列出方案Ⅲ1400ZLB-85（+2°）和900ZLB-100（0°）型水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）
①1400ZLB-85 (进水管为肘形管、出水管管径1800mm)S =0.0285 ，
②900ZLB-100（出水管管径为1400 mm）其装置阻力参数为： S=0.114。
（2）水泵运行工况计算：
1400ZLB-85机组（+2°）
当在设计净扬程H净=5.188m运行时，求得：Qmim=5.29m3/s， h损=0.798m， H=5.99m , N轴=353.02kw,η泵=88%；
900ZLB-100机组（0°）
当在设计净扬程H净=5.188m运行时，求得：Qmim=2.95 m3/s，h损=0.99m，H=6.178m , N轴=208kw, η泵=86%；
（3）所需流量与泵站流量校核：
1400ZLB-85 5.29 m3/s×4台=21.16 m3/s
900ZLB-1002.95m3/s×3台=8.85 m3/s
泵站总流量为30.01 m3/s，与所需流量30 m3/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：
1400ZLB-85机组：η装=68.6%，e=3.96度/千吨m
900ZLB-100 机组：η装=67.5%，e=4.03度/千吨m
3）方案比较论证
方案比较论证详见表6-1，结论如下：
方案Ⅰ，选用5台1400ZLB-85轴流泵(0°)加2台900ZLB-100轴流泵(-2°)。该方案流量满足要求，但泵房基本需拆除重建，土建工程量较大，工程造价较高，施工工期较长，对泵站灌溉生产影响很大，而本次改造小机组电机梁及以下建筑物拟维持原状不与改造，故无法选用。
方案Ⅱ，选用4台900ZLB-100型轴流泵加4台1400HLB-100型混流泵。该方案流量满足要求，但1400HLB-100型混流泵在该站运行工况区间较小，装置效率偏低，能源单耗偏高，而且泵型差别大，备品备件繁杂，管理维护成本高，因此不是最佳方案。
方案Ⅲ，选用4台1400 ZLB-85轴流泵(+2°)加3台900ZLB-100轴流泵(0°)。该方案流量满足要求，大小机组流量级配合理，管理方便，能源单耗较低，装置效率较高。相对于方案Ⅰ、方案Ⅱ就大大减少了土建工程量，降低了工程造价，缩短了施工工期，对灌溉生产的影响较小，有助于解决施工与灌溉生产之间的矛盾。同时，依据用户反映，该站原机组运行状态一直较好，只是因为运行时间过长，老化、失修、损坏才需要进行改造，所以维持原机组型式不变的的方案较为理想。
综上所述，方案Ⅲ明显优于其它各方案，故方案Ⅲ为推荐方案。
依据所选定的水泵轴功率、转数、电压等级等技术参数，按照《泵站设计规范》（GB/T 50265-97）和《泵站改造工程设计大纲》，900ZLB-100轴流泵配套YL4502-10型260KW电动机，1400ZLB-85轴流泵配套TL500-16/1730型500 KW电动机。