聶欣巖

（河北水務(wù)集團(tuán)，050011，石家莊）

唐山市位于河北省東部，北依燕山，南臨渤海，西部和南部有329萬畝（22萬 hm2）低洼易澇區(qū)，歷史上十年九澇，糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn)。新中國(guó)成立后，經(jīng)過不斷治理，現(xiàn)全市建有2 m3/s以上國(guó)管泵站73座，裝機(jī)總功率4.53萬kW，多年來發(fā)揮了顯著的除澇治堿效益。但這些泵站大多興建于20世紀(jì)六七十年代，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，機(jī)電設(shè)備質(zhì)量差，有近70%的泵站超期服役，機(jī)組效率低，能耗高，控制排灌面積逐年減少，達(dá)不到原來的設(shè)計(jì)要求。

2008年，唐山市薊運(yùn)河泵站、津唐運(yùn)河泵站、還鄉(xiāng)河泵站和農(nóng)場(chǎng)泵站等4處大型泵站相繼列入國(guó)家泵站更新改造規(guī)劃，同時(shí)包括23座中小型泵站，總裝機(jī)容量2.655萬kW，總裝機(jī)數(shù)130臺(tái)，總揚(yáng)水能力310 m3/s，總投資2.3億元。改造重點(diǎn)是機(jī)電設(shè)備的更新。唐山市抓住這一有利時(shí)機(jī)，在水泵選型上大膽推廣使用潛水軸流泵，經(jīng)過2010年、2011年兩個(gè)汛期的連續(xù)開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

一、新型潛水軸流泵的主要特點(diǎn)

新型潛水軸流泵電機(jī)與水泵構(gòu)成一體，比照傳統(tǒng)軸流泵泵型具有安裝簡(jiǎn)單、節(jié)省泵房投資、運(yùn)行效率高、噪聲低、冷卻好、維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。

1.安裝簡(jiǎn)單，維修簡(jiǎn)便

傳統(tǒng)的軸流泵與電機(jī)是分離的，安裝時(shí)要求同軸對(duì)心，工序復(fù)雜，難度大，耗時(shí)長(zhǎng)，稍有偏差即影響機(jī)泵的運(yùn)行和效率；維修也十分麻煩，特別是電機(jī)層與水泵層為分層設(shè)計(jì)，水泵汛期出現(xiàn)故障，搶修時(shí)需關(guān)閉前池閘門和筑堰攔水，用臨時(shí)泵抽干前池的水后進(jìn)行維修，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，基層工作人員叫苦不迭。而潛水軸流泵機(jī)泵一體，安裝時(shí)省去復(fù)雜的工序，在垂直的井筒內(nèi)直接吊裝，且無需地腳螺栓，井筒下端有直徑略小于筒徑的座環(huán)，電泵下放后，在自重的作用下，其“○”形密封圈與座環(huán)直接壓緊，運(yùn)行后在水泵的壓力作用下越壓越緊，因此安裝非常簡(jiǎn)單；維修時(shí)直接吊出，十分方便。

2.運(yùn)用穩(wěn)定、安全、高效

傳統(tǒng)軸流泵的電機(jī)與水泵靠一根較長(zhǎng)的傳動(dòng)軸所連接，運(yùn)行時(shí)要保證電機(jī)軸、傳動(dòng)軸和水泵軸嚴(yán)格同心，但在實(shí)際機(jī)組安裝施工中，難以確保對(duì)中精度，經(jīng)過一定時(shí)間運(yùn)行后不可避免地出現(xiàn)“偏心”傳動(dòng)，導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組及泵站出現(xiàn)不同程度的振動(dòng)，增加水泵梁和電機(jī)梁的動(dòng)荷載，也大大地降低了機(jī)組的功效。另外，一些泵站在設(shè)計(jì)時(shí)電機(jī)層高程確定過低，遭遇較大洪水時(shí)，電機(jī)被淹，使泵站完全喪失排澇功能，帶來巨大的損失。而新型潛水軸流泵為機(jī)泵一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，沒有傳動(dòng)軸，不受偏心影響，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、安全；在揚(yáng)程和比轉(zhuǎn)速相同情況下，效率更高；電機(jī)潛在水中運(yùn)行，無電機(jī)被淹停機(jī)的顧慮，對(duì)在低洼易澇地區(qū)使用優(yōu)勢(shì)非常明顯。

表1 4座泵站改造前后運(yùn)行情況比較分析

3.改善泵站工作環(huán)境

傳統(tǒng)軸流泵電機(jī)都安裝在泵房中，機(jī)組運(yùn)行時(shí)噪聲大，并不斷散熱，使泵房室溫較高，加之大多泵站運(yùn)行高峰期都在夏天，噪聲和高溫使泵站工作環(huán)境十分惡劣。而新型潛水軸流泵電機(jī)潛在水中，由于水體及蓋板的阻隔，極大地降低了噪聲；抽排水同時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻，不僅散熱效果好，而且又不會(huì)將熱量傳遞到泵房中，有效地改善了泵站的工作環(huán)境。

4.可靠性高，使用壽命長(zhǎng)

潛水軸流泵和傳統(tǒng)水泵相比，輔助設(shè)備少，能大大減少故障出現(xiàn)概率，提高設(shè)備可靠性；操作程序也相對(duì)簡(jiǎn)單，有利于提高設(shè)備自動(dòng)化程度；同時(shí)由于潛水軸流泵散熱效果好，也有效延長(zhǎng)了泵機(jī)組的使用壽命。

5.簡(jiǎn)化泵房結(jié)構(gòu)，降低工程投資

潛水軸流泵的機(jī)泵一體潛入水中運(yùn)行，可以簡(jiǎn)化泵房的結(jié)構(gòu)，降低泵站的工程造價(jià)。

二、使用效果

泵站更新改造完成后，經(jīng)過兩年的運(yùn)行，各站機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，PMCC控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)泵的自動(dòng)保護(hù)功能（如過載、缺相、欠壓、短路、泄漏、浸水、超溫等）十分靈敏，沒有發(fā)生過故障，工程達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在全市不同區(qū)縣分別選取楊彬莊、閘口、小漫港、楊義口頭等4座泵站，對(duì)改造前后運(yùn)行情況進(jìn)行了比較分析,結(jié)果如表1。從表中數(shù)據(jù)可以看出，新型潛水軸流泵比傳統(tǒng)軸流泵具有明顯改進(jìn)效果。

1.減耗節(jié)能

更新改造前，唐山全市范圍內(nèi)泵站能耗大約為 7～8kWh/（kt·m）， 距部頒泵站能源單耗 e＜5kWh/（kt·m）的標(biāo)準(zhǔn)相距甚遠(yuǎn)，機(jī)組效率衰減到額定效率的60%左右。改造后，能源單耗明顯降低，機(jī)組效率平均提高15%左右，單是上述4個(gè)站每年即可減少耗電 22萬 kWh。

2.節(jié)約安裝成本

一臺(tái)口徑900 mm傳統(tǒng)立式軸流泵大約需要15～20天安裝時(shí)間，復(fù)雜的軸線對(duì)中程序非常耗工、耗時(shí)；上表中4座泵站僅在鋼制井筒安裝的基礎(chǔ)上增加了水泵安裝、檢修的自動(dòng)耦合導(dǎo)軌，使水泵現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試快捷、方便，定位準(zhǔn)確，無需對(duì)中，每臺(tái)機(jī)組安裝時(shí)間均為2～3天，安裝費(fèi)用大約1.5萬元。

3.恢復(fù)和有效改善排溉面積

由于機(jī)組效率低下，泵站排澇、灌溉能力不斷降低，經(jīng)粗略的統(tǒng)計(jì)，改造前全市排澇、灌溉面積已減少8%左右。工程改造后，經(jīng)過兩年的運(yùn)行，各泵站排澇、灌溉面積有所恢復(fù)和改善，單是上述4個(gè)站，即改善和恢復(fù)灌溉面積7.2萬畝（0.48萬hm2）。

三、運(yùn)行注意事項(xiàng)

①在規(guī)定的介質(zhì)條件下運(yùn)行半年后，應(yīng)檢查密封室密封情況和密封室油是否呈乳化狀態(tài)或有沉淀，如有這些癥狀應(yīng)及時(shí)將泵提出井筒更換機(jī)油和機(jī)械密封。

②長(zhǎng)期不使用時(shí)，不宜將泵靜態(tài)浸泡在水中，需將水泵提出，以減少電動(dòng)機(jī)定子繞組受潮和冬季冰凍影響。

[1]水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.水利建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范[S].（SL 72-94）.

[2]水利部.泵站技術(shù)管理規(guī)程[S].（SL 255—2000）.