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变频恒压供水设备水泵的超常运行

返回列表 来源: 发布日期: 2020.02.13

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。

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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

目前,国产轴流泵口径在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。

目前国内数量较大、分布较广,口径在1m以下的中小型轴流泵站,由于技术力量薄弱,加上调角费时费力。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

如果将叶片角度调至最小仍不能满足高扬程的长期运行要求,则可考虑更换成高扬程的水泵,如比转数较低的轴流泵或导叶式混流泵等。

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

改换叶轮与换泵优缺点大致相同。二次供水设备恒压变流量供水装置,是非常理想的一种节能供水设备,节能效果好,结构紧凑,占地面积小,运行稳定可靠,使用寿命长,方案设计灵活,供水压力可调,流量可大可小,完全可以取代水塔、高位水箱及各种气压式供水设备,可彻底免除水质的二次污染。不过,改换叶轮仅涉及到泵内的某一部件,因而改造投资可大量节省,通常适用于大中型轴流泵站的修复与技术改造。

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。二次供水设备是集消防和生活、生产用水的特点,研制生产的具有国外先进水平的新一代产品,采用微型计算机可编程控制技术,根据供水管网和水源的多种情况,由微型计算机控制调节各种复杂的工作,实现了智能化供水。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α3减小,导叶的曲率θ增大。如不换导叶,在同一流量下,水流必将在导叶进口的背面形成旋涡区,从而引起泵的效率降低,出口压力脉动,因此在更换改型叶轮时最好也更换导叶。对更换导叶有困难的,最好与有关研究单位合作,在现有装置条件下尽力寻求改善措施,最终改造方案应该通过模型试验来确定。

4.提高水泵转速

由相似定律得知,提高水泵转速,可增大泵的流量和扬程,但水泵的轴功率增加,动力机需要增容。对超高扬程的泵站,采用这种方法的关键在于增速方式方法及变速设备的选择。对小型排灌泵站,由于机组较小,变速容易实现。对以交流电动机为动力的,可调节同步转速,或调节转差率两种调节方式。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。

但是,近几年来结合水泵增速及电动机改造需要,有关专家主张在更换老化电机线圈的同时,实现增容和调速两项功能。变频恒压供水设备设备由气压罐、水泵及电控系统三部分组成,其突出优点是,不需建造水塔,投资小、占地少,布置灵活,建成投产快。采用水气自动调节、自动运转、节能与自来水自动并网,停电后仍可供水,调试后不需看管。即在进行老化电机改造时,通过减薄绝缘层厚度,加大绕组导线截面,在原电机结构不变的条件下,提高电机功率;同时,采用“丢极”的办法提高电机转速,以适应高扬程时泵站的运行需要。

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。咨询电话0731-88803528。

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