一种高扬程潜水电泵在桃江县枣树潭电排的应用

谢振坤

摘要：桃江县城关垸枣树潭电排自投入运行以来，基本运行良好。但在2016年7月的防汛排渍过程中，出现了自动跳闸、无法开机的现象。经查，为水泵扬程不够所致。本文通过实际工程运用，提出增添新型号的高扬程潜水电泵代替原有型号潜水电泵，以期在发生超高洪水时能顺利排渍，确保县城防洪安全。

关键词：电排;防洪;扬程;安全。

一、枣树潭电排基本情况简介

桃江县枣树潭电排位于桃江县城芙蓉路与獭溪路交界处，承担着桃江县城獭溪河以西芙蓉路以南的雨水排渍工作。该电排集雨面积为3.21km2，在獭溪河水位较低时，雨水通过该电排自流涵自流排入獭溪河，在獭溪河水位较高，不能自流排入时，则经该电排抽排排入獭溪河。当外河水位达到41米以上时，黄土坝水库片区的雨水和山溪水也流入该电排。2020年下半年，在县城下水管网改造中，将原本流入鲇鱼港电排的资江路沿线的雨水全部接入至该电排。因此，枣树潭电排在桃江县城的防洪排涝中有着举足轻重的作用。

因原枣树潭电排设计年代久远，装机容量较小，排涝能力非常有限，每到暴雨季节，电排的排涝能力不能满足排涝要求，城区内出现大面积积水，居民深受其害。2012年下半年开始，桃江县人民政府组织对原枣树潭电排进行了拆除重建，项目于2013年6月交付使用。枣树潭电排改扩建工程设计装机容量4台共计1040KW，采用益阳市暴雨强度公式计算，根据西南片区雨水主干管计算，最远干管至枣树潭电排的集流时间为100分钟，设计流量为 10.5m3/s。

电排汇水池和外河各特征水位见下表：

各特征扬程见下表：

根据枣树潭电排设计流量、特征水位、扬程等成果，拟定选装全贯流式机组4台，考虑装机采用三大一小搭配：

大泵选定水泵型号为900QGWZ-100T，安装角度+2°，设计流量3.26m3/s，设计扬程5.77m;电机功率YQGN740-10/310kW，效率86.6%。小泵选定水泵型号为600QGWZ-50，安装角度-3°，设计流量1.0m3/s，设计扬程5.77m;电机功率YQGN462-8/110kW，效率79.46%。

二、枣树潭电排运行过程中出现的问题

在以往的电排设计和运行管理中，当发生降雨时需要排渍时，一般情况下，都是通过直排涵自排的形式将垸内渍水排入外河（暴雨、特大暴雨除外）。只有当外河水位涨至与内河水位相平时，才需要关闭自排涵闸门开机排渍。此时水泵机组的实际扬程为零。当外河水位继续上涨，水泵的扬程才会逐渐增大。一般在电排设计时，最大运行水位取多年外河最高水位的平均值，当外河水位超过电排的最大运行水位时，电排排渍机组会因扬程不够而不能开机排渍！

因獭溪河以西大汉龙城至南环线片区正在规划建设中，2013年6月交付使用时，枣树潭电排只装有310KW机组1台，110KW机组1台。随着县城的进一步发展，两台机组已不能满足该片區正常的排渍需要。2016年3月，由桃江县水利局出资采购同型号310KW潜水电泵一台。但在同年7月4日的防汛排渍中，资江桃江站水位已达42米。下午5时左右，枣树潭电排3#机组在运行过程中无故停机，导致2#专用变压器跳闸。县堤防站迅速启动应急机制，紧急联系设备供应方请求支援。经设备供应方技术人员检查发现，故障原因为外河一直处于高水位，扬程已超过该型号潜水电泵极限，机组在开机过程中瞬时电流超过设定值，导致变压器保护装置动作。7月5日凌晨 3点左右，资江桃江站水位达43.29米。枣树潭电排3#机组突然无法启动，报警黄灯持续闪烁，提示故障。且该电排所有机组在运行过程中均出现了“啪啪啪”的异响。经技术人员判断，是外河水位超过该泵站最高运行水位、内河排至较低水位时，此时内外河水位高差已超过该电排水泵机组最大扬程，而导致水泵发生振动所致。水泵在超负荷运行！如果外河水位更高，后果无法想象！

三、建议与试验

2019年桃江县水利局拟再采购一台同型号潜水电泵，以满足枣树潭电排的设计要求和县城排渍需要。经该电排运行管理方桃江县堤防管理站、设备供应方天津甘泉泵业集团有限公司多次建议，并取得设计方益阳市水利水电勘测设计研究院同意，一致认为该型号潜水电泵不能满足桃江县城正常的排渍需要，需采用型号为900QGWZ-50型的潜水电泵代替。该型潜水电泵设计扬程为8.52米，极限扬程可以达到12米以上，完全满足我县城关垸的防汛排渍需要。

四、结论

通过2019年、2020年、2021年上半年的运行，枣树潭电排1#机组潜水电泵运行情况良好，未出现跳闸和自动停机的现象。虽然使用该型号潜水电泵损失了部分排水量，增加了能耗，但解决了高洪水位下枣树潭电排不能排渍的问题，确保了该电排设备安全和垸内人民群众的生命财产安全。

五、建议

因全贯流潜水电泵具有投资省、结构紧凑、安装方便、噪声低、散热好的特点，能很好地运用于机电排灌、防洪排涝或排灌结合的大流量取水工程。在今后的电排设计过程中，建议设计单位一定要结合当地历史最高水位考虑电排的最大运行水位，以确保电排的正常运行和城市的防洪安全。

参考文献：

[1] 张重阳，刘超，冯旭松，初长虹，谢璐，雷镇，全贯流泵流动特性数值模拟和性能预测[J].南水北调与水利科技，2019（04）

[2] 刘仁桂，大型潜水电泵运行中的常见故障分析[J].甘肃水利水电技术，2008（01）