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一、水泵超高揚程運行 平原湖區(qū)軸流泵站通常在外洪、內(nèi)澇的情況下運行，盡管在設(shè)計時一些泵站對在某些不利工況下運行進行過校核，但由于受水環(huán)境變化的影響，沿江和湖泊的河床逐年淤高，泵站內(nèi)、外水位變幅較大，特別是特大洪水期間外江水位居高不下，泵站的揚程超出其設(shè)計使用范圍，泵站被迫停機，甚至損壞。 解決上述問題(Emerson)，可根據(jù)各泵站實際情況，分別采取措施（指針對問題的解決辦法)。 1.調(diào)節(jié)葉片安裝角 目前，國產(chǎn)軸流泵(Axial flow pump)口徑在300mm以上的，葉片角度（angle)可以調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)葉片安裝角在一定程度上擴大了泵的使用范圍(fàn wéi)，當泵站揚程增高時，可減小葉片安裝角，適當減小出水量，以滿足水泵在高揚程情況下正常運行的要求。 目前國內(nèi)數(shù)量較大、分布較廣，口徑在1m以下的中小型軸流泵(Axial flow pump)站(一般由鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理)，由于技術(shù)力量薄弱，加上調(diào)角費時費力(半調(diào))。因此，泵站自投入運轉(zhuǎn)后，很少根據(jù)運行條件的變化對泵的正常運行范圍(fàn wéi)進行復(fù)核和調(diào)節(jié)，結(jié)果造成能源浪費，泵站發(fā)揮不了正常效益。因此，建議加強技術(shù)指導(dǎo)，特別是對那些使用不當、揚程超過正常使用范圍的泵站，應(yīng)根據(jù)新的運行條件，仔細復(fù)核水泵（water pump）工況，提出相應(yīng)的技術(shù)措施。按照經(jīng)濟、有效的使用原則，一般只有當調(diào)角不能滿足新的運行要求時，才考慮（consider)其它的技術(shù)改造方案。 2.換泵 如果將葉片角度調(diào)至最小仍不能滿足高揚程的長期運行要求，則可考慮更換成高揚程的水泵，如比轉(zhuǎn)數(shù)較低的軸流泵(Axial flow pump)或?qū)~式混流泵等。 更換水泵通常是一種比較省事的辦法，但對大中型水泵，要考慮機組配套和流道匹配等因素，因此工程投資較大，機組設(shè)備費用較高。另外，在同流量下由于泵的揚程高，泵汽蝕及水力振動的可能性增大，特別是與進、出水流道之間的水力配合問題往往成為換泵的主要矛盾。因此，在原有泵站水工基礎(chǔ)上采用換泵的辦法來解決高揚程問題，不僅代價較高，而且技術(shù)上較復(fù)雜，因而一般只適用于中小型軸流泵(Axial flow pump)站。另外，換泵時不僅要考慮在最高揚程時泵站能夠安全運行，而且也應(yīng)該盡可能使泵站能在多年運行中的平均效率(efficiency)較高，對于最高揚程與平均揚程相差甚大的泵站應(yīng)該充分考慮這一點。 3.改換葉輪 改換葉輪（指裝有動葉的輪盤）與換泵優(yōu)缺點大致相同。無塔供水設(shè)備恒壓變流量供水裝置，是非常理想的一種節(jié)能供水設(shè)備，節(jié)能效果好，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，運行穩(wěn)定可靠，使用壽命長，方案設(shè)計靈活，供水壓力可調(diào)，流量可大可小，完全可以取代水塔、高位水箱及各種氣壓式供水設(shè)備，可徹底免除水質(zhì)的二次污染。不過，改換葉輪僅涉及到泵內(nèi)的某一部件，因而改造投資可大量節(jié)省(spare)，通常適用于大中型軸流泵站的修復(fù)與技術(shù)改造。 解決超高揚程問題，必須將泵的現(xiàn)有葉輪（指裝有動葉的輪盤）更換成比轉(zhuǎn)數(shù)較低的軸流式葉輪(在功率不變的條件下，增大揚程，減小流量)。無塔供水設(shè)備是集消防和生活、生產(chǎn)用水的特點，研制生產(chǎn)的具有國外先進水平的新一代產(chǎn)品，采用微型計算機可編程控制技術(shù)，根據(jù)供水管網(wǎng)和水源的多種情況，由微型計算機控制調(diào)節(jié)各種復(fù)雜的工作，實現(xiàn)了智能化供水。由于將葉輪的揚程提高，葉輪出口的速度或動量矩環(huán)量增大，因而要求出口導(dǎo)葉的擴壓、消旋功能更強。目前國內(nèi)葉輪直徑2.8m及以上的大型立式軸流泵，導(dǎo)葉固定(fixed)在出口流道的鋼筋混凝土中，因而在改葉輪時更換導(dǎo)葉相當困難。由軸流泵的工作原理可知，葉輪揚程提高后，導(dǎo)葉進口水流的絕對液流角(導(dǎo)葉進口安裝角)α3減小，導(dǎo)葉的曲率θ增大。如不換導(dǎo)葉，在同一流量下，水流必將在導(dǎo)葉進口的背面形成旋渦區(qū)，從而引起泵的效率(efficiency)降低，出口壓力脈動，因此在更換改型葉輪時最好也更換導(dǎo)葉。對更換導(dǎo)葉有困難的，最好與有關(guān)研究單位合作(collaborate)，在現(xiàn)有裝置條件下盡力尋求改善措施（指針對問題的解決辦法)，最終改造方案應(yīng)該通過模型試驗來確定。 4.提高水泵轉(zhuǎn)速 由相似定律得知，提高水泵（water pump）轉(zhuǎn)速，可增大泵的流量和揚程，但水泵的軸功率（指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少）增加，動力機需要增容。對超高揚程的泵站，采用這種方法的關(guān)鍵在于增速方式方法及變速設(shè)備(shèbèi)的選擇(xuanze)。對小型排灌泵站，由于機組較小，變速容易實現(xiàn)(如調(diào)節(jié)內(nèi)燃機進油量，改變皮帶輪直徑等)。對以交流電動機為動力的，可調(diào)節(jié)同步轉(zhuǎn)速(分無級的變頻調(diào)速和有級的變頻調(diào)速)，或調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率(適用于異步電動機，分調(diào)節(jié)馬達定子電壓、改變串入繞線式電機轉(zhuǎn)子電路的附加電阻(resistance)等)兩種調(diào)節(jié)方式。前者屬于節(jié)能型，后者屬于耗能型。對大中型農(nóng)用泵站，由于機組容量較大，調(diào)速設(shè)備較貴，因而使用受到一定限制。 但是，近幾年來結(jié)合水泵增速及電動機改造需要，武漢水利電力大學(xué)泵及泵站教研室的有關(guān)專家主張在更換老化電機線圈(winding)的同時，實現(xiàn)增容和調(diào)速兩項功能。恒壓供水設(shè)備設(shè)備由氣壓罐、水泵及電控系統(tǒng)三部分組成，其突出優(yōu)點是，不需建造水塔，投資小、占地少，布置靈活，建成投產(chǎn)快。采用水氣自動調(diào)節(jié)、自動運轉(zhuǎn)、節(jié)能與自來水自動并網(wǎng)，停電后仍可供水，調(diào)試后不需看管。即在進行老化電機改造時，通過減薄絕緣層厚度，加大繞組導(dǎo)線截面，在原電機結(jié)構(gòu)不變的條件下，提高電機功率（指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少）；同時，采用“丟極”的辦法提高電機轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)高揚程時泵站的運行需要。 水泵增速后帶來的新問題，可能有汽蝕、機組結(jié)構(gòu)強度、軸承壽命以及臨界轉(zhuǎn)速的校驗等問題。水泵增速還可能使進水流道流態(tài)變化，使水泵進口處的流速和壓力分布不均勻（jūn yún)，從而加劇機組振動。采用這種改造方案，建議與有關(guān)研究單位和水泵、電機的生產(chǎn)廠家一道，根據(jù)泵站具體情況(Condition)，商定具體改造方案。 |
