农村灌溉泵站泵型选择分析
2023-08-04周安澜
周安澜
(安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司,安徽 合肥 230000)
1 灌溉适用泵型
泵是输送液体或使液体增压的机械,它将外部能量比如原动机的机械能传送给液体,使液体的能量增加从而实现提升液体的功能。农村灌溉用泵站一般建于河道、渠道等水系边,单个泵站涉及灌溉范围不会超过所在村庄大小,设计灌溉面积小导致灌溉泵站流量低,以及灌溉提水净扬程基本为水面至农田高程差,故灌溉扬程不会太高。
适用于该种工况的泵型有很多,由于灌溉泵站扬程不高,故高扬程的离心泵不适用于灌溉泵站,随着我国工业技术的快速发展,目前市场上很多泵型可以适用于农村灌溉。其中QW型潜水泵、HW型混流泵和ZB型自吸泵为应用最广泛的几种泵型。下面结合工程实例介绍3种泵型在灌溉工况下的运行情况以及各自的优缺点。
2 QW型潜水泵
QW系列潜水泵是在传统的泵-电动机机组的基础上改造的同轴一体化设备,由干式潜水电机和污水泵组成,电机与泵头之间有油室分隔开,可长期浸入水中运行,其叶轮采用了大通道式结构,可以通过水泵进水口口径约50%大小的固体颗粒。其安装方式有自动耦合式安装、固定底座式安装和移动式安装。
安徽省芜湖市某中型灌区续建配套与节水改造工程4座灌溉泵站建设中使用了4台套250QW型潜水泵,单台流量600立方米/小时,扬程5米,单机功率15千瓦,采用了自耦式安装;安徽省宿州市某区2021年高标准农田建设项目1座灌溉泵站建设中使用了2台套150QW型潜水泵,单台流量190立方米/小时,扬程5米,单机功率4千瓦,采用了自耦式安装。通过2处工程运行管理实际情况发现,QW型潜水泵具有运行稳定、对进水水质要求低等优点,由于采用自耦式安装,QW型潜水泵在维护或不使用时可以通过自耦杆提出水面,对泵站运行管理带来了便利;QW型潜水泵安装高程需在最低运行水位以下,所以泵房施工过程中开挖深度较深,且由于潜水泵密封性较好,如遇到严重故障需返厂检修。
3 HW型混流泵
HW型泵为单级、单吸、卧式蜗壳式混流泵,由泵盖、泵体、叶轮、轴套、轴、轴承体部件等组成,适用于输送清水或物理、化学性质类似于水的其他液体,广泛地运用于农田灌溉、城镇给排水和工业给排水等多种场合。在启动HW型卧式蜗壳混流泵前,必须先进行水泵泵体以及吸水管路中空气的排除,使吸水管与水泵处于充满水的状态,充水方式有真空引水和自灌式引水两种,故HW型混流泵泵体顶部开有螺纹孔用于启泵前灌水,或者用于连接真空泵抽真空管。
安徽省六安市某中小河流治理工程中10座抗旱站采用了6台套200HW型卧式蜗壳混流泵(单台流量360立方米/小时,扬程8米,单机功率11千瓦)和14台套150HW型卧式蜗壳混流泵(单台流量180立方米/小时,扬程6米,单机功率5.5千瓦);安徽省滁州市某中小河流治理工程中7座抗旱站采用了7台套150HW型卧式蜗壳混流泵,单台流量180立方米/小时,扬程5米,单机功率4千瓦。上述2处工程均已发挥农业灌溉效益,HW型卧式蜗壳混流泵由于安装高程位于水面以上,泵房一般采用干式结构,故具有安装检修方便、厂房无需深度开挖等优点,但由于开泵前需进行闭阀抽真空,在运行操作上较为复杂,且阀件、真空引水设备均需要空间布置,故厂房占地面积较大。
4 ZB型自吸泵
ZB型自吸泵是一种自吸式离心泵,泵按配套动力机类型可以分为柴油机配套自吸泵、汽油机配套自吸泵和电动机配套自吸泵,按实现自吸功能的结构可以分为外混式、内混式、水环轮式、喷射式以及其他型式。ZB型自吸泵其独特的自吸结构使水泵运行前无需进行灌水或真空引水操作。
安徽省宿州市某区2020年高标准农田建设项目中配套43台套该泵用于农田灌溉,采用型号为80ZB自吸泵,单台流量50立方米/小时,扬程8米,单机功率2.2千瓦;安徽省亳州市某县2021年高标准农田建设项目中配套了15台套该泵用于农田灌溉,采用型号为125ZB自吸泵,单台流量100立方米/小时,扬程12.5米,单机功率5.5千瓦。该泵型可配套电动机,也可以配套柴油机和汽油机,故安装型式既可以配合土建结构安装固定使用,也可独立移动式安装使用,其优点在于可以自吸引水,无需抽真空或安装底阀,节省了泵房空间,且其安装高程位于水面以上,干式泵房使其操作方便、易于维护且占地面积较小,其缺点不便于自动化,管理原始,且由于特殊的结构导致其水泵效率稍低于其他泵型。
5 结语
通过结合工程实例,分析了QW型潜水泵、HW型混流泵和ZB型自吸泵3种不同泵型各自的优缺点。总的来说,在管理条件受限的情况下,使用QW型潜水泵或HW型混流泵可方便管理且运行稳定高效;在地质原因导致开挖施工困难的情况下,使用HW型混流泵或ZB型自吸泵可以降低开挖深度,降低投资;在临时灌溉的情况下,使用ZB型自吸泵配套柴油、汽油机或QW型潜水泵移动安装较为适中。结合不同的环境条件选用合适的泵型对农业生产能起到很好的改善。