第一节 水泵的常运行.doc

第一节　水泵的超常运行 　　一、水泵超高扬程运行 　　平原湖区轴流泵站通常在外洪、内涝的情况下运行，尽管在设计时一些泵站对在某些不利工况下运行进行过校核，但由于受水环境变化的影响，沿江和湖泊的河床逐年淤高，泵站内、外水位变幅较大，特别是特大洪水期间外江水位居高不下，泵站的扬程超出其设计使用范围，泵站被迫停机，甚至损坏。 　　解决上述问题，可根据各泵站实际情况，分别采取措施。 ??? 1.调节叶片安装角 300mm以上的，叶片角度可以调节。调节叶片安装角在一定程度上扩大了泵的使用范围，当泵站扬程增高时，可减小叶片安装角，适当减小出水量，以满足水泵在高扬程情况下正常运行的要求。 1m以下的中小型轴流泵站(一般由乡镇管理)，由于技术力量薄弱，加上调角费时费力(半调)。因此，泵站自投入运转后，很少根据运行条件的变化对泵的正常运行范围进行复核和调节，结果造成能源浪费，泵站发挥不了正常效益。因此，建议加强技术指导，特别是对那些使用不当、扬程超过正常使用范围的泵站，应根据新的运行条件，仔细复核水泵工况，提出相应的技术措施。按照经济、有效的使用原则，一般只有当调角不能满足新的运行要求时，才考虑其它的技术改造方案。 2.换泵 　　更换水泵通常是一种比较省事的办法，但对大中型水泵，要考虑机组配套和流道匹配等因素，因此工程投资较大，机组设备费用较高。另外，在同流量下由于泵的扬程高，泵汽蚀及水力振动的可能性增大，特别是与进、出水流道之间的水力配合问题往往成为换泵的主要矛盾。因此，在原有泵站水工基础上采用换泵的办法来解决高扬程问题，不仅代价较高，而且技术上较复杂，因而一般只适用于中小型轴流泵站。另外，换泵时不仅要考虑在最高扬程时泵站能够安全运行，而且也应该尽可能使泵站能在多年运行中的平均效率较高，对于最高扬程与平均扬程相差甚大的泵站应该充分考虑这一点。 ??? 3.改换叶轮 　　解决超高扬程问题，必须将泵的现有叶轮更换成比转数较低的轴流式叶轮(在功率不变的条件下，增大扬程，减小流量)。由于将叶轮的扬程提高，叶轮出口的速度或动量矩环量增大，因而要求出口导叶的扩压、消旋功能更强。目前国内叶轮直径2.8m及以上的大型立式轴流泵，导叶固定在出口流道的钢筋混凝土中，因而在改叶轮时更换导叶相当困难。由轴流泵的工作原理可知，叶轮扬程提高后，导叶进口水流的绝对液流角(导叶进口安装角)α3 ??? 4.提高水泵转速 (如调节内燃机进油量，改变皮带轮直径等)。对以交流电动机为动力的，可调节同步转速(分无级的变频调速和有级的变频调速)，或调节转差率(适用于异步电动机，分调节电机定子电压、改变串入绕线式电机转子电路的附加电阻等)两种调节方式。前者属于节能型，后者属于耗能型。对大中型农用泵站，由于机组容量较大，调速设备较贵，因而使用受到一定限制。 　　水泵增速后带来的新问题，可能有汽蚀、机组结构强度、轴承寿命以及临界转速的校验等问题。水泵增速还可能使进水流道流态变化，使水泵进口处的流速和压力分布不均匀，从而加剧机组振动。采用这种改造方案，建议与有关研究单位和水泵、电机的生产厂家一道，根据泵站具体情况，商定具体改造方案。 ??? 二、水泵的超功率运行 ??? 1.减小叶片安装角 ??? 2.降低动力机转速 ??? 3.更换功率较大的动力机 (如老化和损坏严重，修复不如新买)，否则，一般应尽可能不采用，以免造成不必要的花费。 4.电机增容改造 28CJ56型轴流泵配套的1600kW同步电机改造为例，若仅更换老化线圈，电机额定功率可提高到1800kW，功率提高幅度为12.5%。如同时更换电机的某些部件，如改造定子外壳及铁芯、转子大轴、磁轭、铸钢体、铁芯、推力头、镜板及导瓦等，电机额定功率可达2200kW左右，功率最大提高幅度为37.5%。从电机增容改造的实践来看，该法是成功的，因此它是目前解决水泵超载问题很有推广价值的重要技术措施之一。 5.其它技术措施 ??? 三、加大水泵流量运行 　　加大叶片安装角是指在电机功率允许的范围内，尽可能地调大叶片角度，使机组满负荷运行，以便使泵站在较短的时间内能排除更多的积水。但是，这种运行方式常常受到外江高水位的限制，亦即高扬程与大流量矛盾，机组容量无法适应。 　　为解决上述矛盾，同时满足水泵在高、低扬程时安全、正常、高效运转的客观需要，结合老化电机的增容改造，采用丢极式的变极方法将电机构成两档转速，是值得研究和推广的一种好方法。 　　仍以与28CJ56型泵配套的1600kW同步电机改造为例，该电机额定转速为150r/min(40极)，若采用丢极式的变极方法增速，为获得旋转各向稳定的磁拉力效应，在圆周均匀地丢掉4个磁极，即丢极后的36极电机转速变为166.7r/min，它比原40极时的转速提高了11.1%。当水