天津市滨海新区供水泵站优化运行影响因素分析

卢少同 ，李志芹 ，信 权

（1.天津市引滦工程尔王庄管理处，天津 宝坻 301802；2.引滦工程潮白河管理处，天津 宝坻 301800）

天津滨海新区供水泵站管理所隶属于天津市引滦工程尔王庄管理处。滨海所共有6座泵站，4座变电站及一些附属设施；承担着向天津滨海新区、武清开发区供水的重任；为人民生活、工农业生产及重要用户的用水提供需求。

由于引滦明渠水位已经远远达不到直接启动要求，泵站开机前必须对水泵进行抽真空，这样机组才能够正常启动。如何提高泵站的生产效率，提高现有泵站机组的使用寿命，本文就影响现有机组优化运行的原因作简要分析。

1 影响机组优化运行的原因及解决方法的探讨

1.1 汽蚀

在流动的液体中，出现气体而发生空穴的现象成为汽蚀。汽蚀严重影响了泵站水泵的正常运行和效益的充分发挥。因此，防止汽蚀是科学管理的重要任务。

1.1.1 泵站机组产生汽蚀的原因

（1）前池水位过低。1台泵在流量和转速一定的情况下，是否发生汽蚀，依其吸上扬程而定。前池水位过低时，使大泵吸上扬程过低，并在其入口处产生涡流及气泡，气泡经流动的水被大泵吸入泵内，使其产生汽蚀，而影响大泵正常运行。滨海所泵站引起水位过低的情况多数为取水口栏污栅砌水。形成砌水主要原因有：①水草及杂物。特别是在夏、秋两季。水面上漂浮的水草及杂物相当多，在输水的同时，它们顺着水流贴在取水口栏污栅及前池铁筚子上，运行时间一长，一旦打捞不及时，倒置前池及取水口形成砌水，使水泵处于低水位下运行。②冬季也容易形成砌水，特别是在刚入冬时，水面上形成薄冰，而明渠水位不稳定，这样冰很容易破碎，将取水口堵住而形成砌水。这个现象主要体现在入港、入石化及入扬泵站。

（2）由于输水管道的渗漏，使管道中生成空间并存有空气。当维修完毕机组重新启动时，特别是冬季沿线输水管道中放气阀被冻住时，由于管道中水的带动，在管道中必然将产生压力不断变化的气囊，直接影响水泵稳定的工况，并且水泵工况与气囊压力的脉动交互影响。这时水泵振动不止和发出很刺耳的噪音，同时也产生了汽蚀。为了避免这种事情的发生在机组启动前，先将检修碟阀关闭，当电机的转速达到额定转速时，再将出水检修碟阀慢慢地打开，加大流速，增加水流夹气能力，但是流速大会加大水头损失，影响水泵正常运行时装置效率。当输水管道中的气体全部排出并充满水后，再将检修碟阀全部打开，这种方法取得了很好的效果。

（3）大泵精度问题。由于大泵长期在高转速下运行，机械磨损相当严重，使其间隙变大，部件之间有挪动，当叶片与液体脱离时，叶片与液体之间的压力降低，并在振动的叶片表面液体发生汽化，产生气泡。在高压力区形成对叶片表面进行打击。上述过程重复进行，振动叶片的表面就会被汽蚀所破坏，严重的会将叶片击穿，直接影响水泵的效率。所以，在安装或检修当中，一定要选合格配件同时提高其安装精度。

1.1.2 如何避免汽蚀

（1）提高水泵设备的光洁度。当叶片和导叶加工粗糙时，可根据其翼型型线要求进行打磨，以此来提高该部件的光洁度。

（2）工况点尽可能靠近高效区。水泵在运行状态下，工况点靠近高效区是很重要的。它可以很大程度上减少汽蚀的破坏；可以通过多次改变大泵流量，同时来倾听泵内的噪音及振动，直到噪音及振动降到最小为止。

（3）采用抗汽蚀材料。多采用强度好、韧性好、硬度高、化学稳定性好的材料。如：铝铁青铜9-4、含铬的不锈钢2Cr13等。虽然抗汽蚀性能好，但价格较高。但不论选择那种的材料，一定要根据现场的实际运行情况进行选材。

（4）汽蚀对水泵造成损失的补救措施。采取补焊的方法填补叶片的损坏部位后，再进行打磨、抛光。此种方法虽然能大大提高该处的抗汽蚀能力，但也存在一定的不足。因在焊接过程中，电弧的温度高达5000℃以上，叶轮的外壳遇热会产生较大的几何变形，为此降低了大泵的使用效率。

1.2 电动碟阀和止回阀关闭快慢的影响

1.2.1 关闭快的影响

当机组停运后，由于排水管内充满的流水具有很大的动能。如果电动碟阀、止回阀关闭的太快，在这种情况下，流速随时间的变化越大，则产生的压力变化就越大，将形成水锤造成后果就是机组及管道移位，直接影响泵站的安全输水。

1.2.2 关闭慢的影响

当机组停运后，如果电动碟阀、止回阀关闭的太慢，这将使排水管道的水反流过来，并带动叶轮电机反方向旋转。当达到一定速度后，将会对电机造成不良影响。

1.2.3 解决方法

（1）定期检查止回阀减压系统（除石化泵站以外）。

（2）定期检查液压阀的油路系统（石化泵站）。

（3）经常检查机旁箱及液控阀控制箱里停机时间继电器动作是否准确。

1.3 真空系统的要求

由于近几年的干旱少雨，明渠水位远不如以前，根本无法直接启动。如何保护大泵的正常启动，主要有以下几点：

（1）开真空泵时，首先打开进气阀，使泵内充满水，然后准确调节进气阀，通过观看真空主管道上的压力表使其泵内压力控制在7.5kPa运行。

（2）泵内压力达到7.5kPa时，听到爆裂声立即调节进气阀，以补充空气，使其爆裂声消除，再恢复到7.5kPa运行。

（3）判断方法为：当真空度达到而机组没有自动启动时，如果管道没有形成真空，就会听到嗤嗤的声音，为假真空，应继续抽，当听到很流畅的流水声时，真正形成了真空，要尽快采取手动开机。

1.4 盘根的要求

大泵加装盘根主要作用是密封、冷却及保护轴承的作用。如果盘根加的不合适，将产生如下几种可能的后果：

（1）盘根加的太紧，使轴套表面形成过热，将轴套损坏，将增加大泵的维修次数。

（2）由于盘根是由石棉绳浸泡以后形成的。如果加的太紧，由于大泵转速较高，这样会将盘根中的一些物质挤出，就有可能将流水孔堵住，使大泵轴承进水，加快其损坏速度，增加了大泵的检修次数。

（3）如果盘根加的太松，大泵中的水将会大量流出使其无法排出，将导致大泵轴承进水，加快其损坏速度，增加了大泵的检修次数。

［1］（日）梶原滋美著,孙尚勇译.泵及其应用［M］.北京：煤炭工业出版社，1984.

［2］麦尔康.提高泵站装置效率的几个问题［J］.广东水利水电，2006.

［3］张仁田，张平易，阎文立.大型泵站装置性能换算方法的研究［J］.江苏农业研究，1998.