淀南泵站水泵机组更新改造

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摘要：淀南泵站，建于上世纪七十年代，建筑物破损严重，机电设备老化，排水能力不能满足目前规划排水需求。本文介绍泵站水泵机组更新改造情况，供类似的泵站水泵机组更新改造参考。

关键词：泵站机组更新改造特征扬程 排水流量水泵选型。

中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：

1.原水泵机组更新改造的必要性

原泵站于1979年竣工，安装10台直径900mm，36WZ-80型的卧式轴流泵，TJ155 kW电机10台，总装机1550kW，设计流量 20m3/s。

1.1存在问题

原泵站经过30多年的运行，10台主泵的叶轮均有磨损、气蚀，导叶间隙过大，水泵效率大大降低，地脚螺栓松动，轴承也已严重锈蚀磨损，运行时产生振动且噪音较大；电机绝缘老化存在安全隐患，工作效率降低。

原站规模为20m3/s，根据《天津市中心城区及新四区排涝规划》，该泵站承担排泄本区排涝任务，排涝压力较大，需增加泵站规模以解决小区排水及排水能力不足的问题。

1.2安全鉴定意见

2009年1月，由武汉大学和天津市水利科学研究院对该泵站进行了安全鉴定。泵站类别评定为四类，建议拆除重建。

综上所述，拆除原有泵站重建一座满足目前规划排水需求的新泵站。

2.淀南泵站水泵机组设计

泵站位于丰产河与永金引河交口处，上有永定新河大张庄枢纽节制闸，下有金钟河闸。大张庄枢纽节制闸十年一遇设计水位大沽5.689m，五十年一遇设计洪水位6.449m。金钟河闸十年一遇设计水位5.099m，五十年一遇设计洪水位5.579m。在《天津城市防洪规划》中，当子牙河从西河闸放泄1000m3/s、新开河金钟河从耳闸相机泄流200m3/s时，永金引河口相应的水位变化范围在3.79～3.84m之间。

2.1设计流量

2.1.1设计排水流量

丰产河排水小区淀南泵站控制面积48.3 km2，农田部分面积为42.1km2，设计排水流量（10年一遇）为15m3/s；新农村部分排水面积为6.2km2，设计排水流量（暴雨强度1年一遇）为12.5m3/s，合计设计排水流量为27.5m3/s。

2.1.2泵站设计流量

泵站工程设计流量为28 m3/s，稍大于合计设计排水流量为27.5m3/s。以满足该小区农田10年一遇+新农村1年一遇涝水的设计标准的排涝要求。

2.2特征水位

泵站进水池排涝设计水位1.50m，最低水位-1.00m，最高水位2.50m；出水池永金引河设计水位3.80m，最低水位为3.00m，最高水位为5.10m；向永金水库提水最高设计水位为4.00m。

2）.进水池的最高水位高于出水池的最低水位，故最低几何水位差取0.00m。

2.3特征扬程

水泵设计扬程计算公式：

式中：Hj——水泵几何净扬程（m）

hf——进、出水段的水头损失(m)

——水泵出口动能损失(m)

2.3.1设计扬程

水泵设计扬程Hr，在设计扬程工况下泵站满足设计流量要求。式中： Hj ——几何设计净扬程(m)。

2.3.2平均扬程

水泵平均扬程 ，在平均扬程下水泵在高效区运行。式中： Hj ——几何平均净扬程(m)； 泵站进出水口长期工作范围变化很小，为简化计算直接采用几何平均净扬程代替原式中加权平均净扬程。

2.3.3极限扬程

最高扬程Hjmax ，水泵在上限扬程的工况运行时，水量小于设计流量，保证其稳定运行。

最低扬程Hjmin，水泵在下限扬程工况正常运行时，保证其稳定运行，不致发生水泵气蚀、振动等情况。式中：Hj——水泵最高/最低几何水位差（m）。

结合水泵进、出流道布置形式，并考虑一定的安全余量，确定设计流量工况下总水力损失为1.40m，特征扬程计算结果如下：

最高扬程：7.50m；设计扬程：3.70m；最低扬程：1.40m；平均扬程：3.72m。

2.4水泵选型和布置

2.4.1泵型选型

根据该泵站水泵的扬程范围，选用的泵型为轴流泵，轴流泵按其安装方式分为立式、卧式、斜流和潜水轴流泵。

立式轴流泵安装检修方便，运行管理技术成熟，设备造价低。该泵的缺点是为了满足进水水流条件，水泵安装间距较大，加上水泵的检修间，泵站需设置上部主厂房，土建投资较大。

卧式轴流泵，泵轴是水平安装的，拆装检修方便，与立式轴流泵比泵房面积较大，进出水管弯曲较多，阻力损失较大。

潜水轴流泵由于其安装在前池内不用设置上部厂房的特点，可节省土建投资费用。但潜水轴流泵的造价与立式轴流泵相比要高，发生故障时运行人员现场维修比较困难，需依赖生产厂家等专业人员进行维修。

该泵站在汛期要保证排除重要区域的集水，可靠性要求高，所选泵型应经济、耐用、维护检修方便。经综合分析，本泵站选用立式半调节轴流泵。

2.4.2水泵台数的确定

（1）水泵机组方案

水泵台数的确定应根据《泵站设计规范》（GB50265-2010）的规定，本泵站的装机台数以6～8台为宜，考虑排涝泵站流量变化较大，为使调度运用灵活，单机流量不宜过大；但流量太小，台数过多又会导致土建、机电投资增加。因此，初选6台1200ZLB-125立式轴流泵和8台1000ZLB-3立式轴流泵进行比较。

方案一：水泵台数选择为6台运行工作，水泵型号1200ZLB-125。

方案二：水泵台数选择为8台运行工作，水泵型号为1000ZLB-3。

（2）方案比选

2个方案水泵及厂房有关参数如下：

项目 单位 方案一方案二

装机台数： 台 68

设计流量：m3/s 4.673.50

设计扬程： m3.703.70

设计点效率： % 84 83

电机功率：kW355210

电机转速：r/min 490490

电机电压：kV 10 10

装机容量：kW2080 2160

流道底板高程：万元 约-300

机电设备投资差：万元 约-700

水工结构投资差：万元 约-100 0

由此，可以得出以下结论：

方案一相对方案二单泵流设计流量大，运行灵活性较低。

方案二相对方案一工程一次性投资高，设计点工作效率低，泵站运行费用高。

两个方案均能满足设计功能的要求，为节省国家经济投资，以及将来更低的运行成本，选择设计方案一，泵站装机6台1200ZLB-125。

3 .结语

（1）中小型泵站工程的平均扬程计算，按泵站进、出水池平均水位差并计入水力损失确定，计算精度是可以满足工程设计要求的。

（2）排水泵站的主泵台数的选择主要考虑经济性和运行调度的灵活性，在满足设计的要求下合理减少的水泵台数，减少投资。

（3）新改造后泵站于2010年7月试运行，各项技术指标满足规范要求，达到设计要求。

参考文献:

[1]武汉水利电力大学，《泵站技术改造规程》SL254-2000，中国水利水电出版社，2000。

[2]中华人名共和国水利部，《泵站设计规范》GB50265-2010，中国计划出版社，2011。