农村电能应用
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1.3 农村电力排灌站水泵选型

农村电力排灌站水泵选型的主要内容是确定水泵的类型、型号和台数等。因为动力机、传动及辅助设备等的配套,泵站工程建筑物的设计以及泵站经济运行都是以水泵选型为依据的,水泵选型不合理不仅会增加工程投资,而且会降低水泵的运行效率,增加泵站能耗和运行费用。因此,水泵选型必须十分重视。

1.3.1 水泵选型的基本原则

(1)必须根据生产的需要满足流量和扬程(或压力)的要求。

(2)水泵应在高效范围内运行。

(3)合理选择水泵型号和台数,减少工程投资。

(4)在设计标准的各种工况下,水泵机组能正常安全运行,即不允许发生汽蚀、振动和超载等现象。

(5)便于安装、维修和运行管理。

1.3.2 水泵类型的选择

水泵类型通常根据地区特点和泵站的性质来选择。常用泵型比较见表1-1。由该表可见,灌溉或给水泵站,扬程较高,宜选用离心泵和混流泵。对于扬程较低的排水泵站,常选用混流泵和轴流泵。一般情况下,扬程小于10 m时,宜选用轴流泵;扬程在5~30 m时宜选用混流泵;扬程在20~l00 m时宜选用单级离心泵;扬程大于l00 m时可选用多级离心泵。

表1-1 常用泵型比较表

应该指出,轴流泵和混流泵的流量及扬程在很大范围内是重叠的,但因混流泵的高效范围宽,轴功率变化平坦,工况变化时,动力机接近额定工况下工作,运行效率较高。加之有些混流泵的尺寸较小,土建投资省,所以在这两种泵型都可选用的情况下,应优先选用混流泵。

此外,为了适应一些小型排灌的需要,还可以选择如井用潜水泵、污水污物潜水电泵、潜水轴流泵等型号的排灌设备。这些设备具有投资小、见效快、移动灵活、安装方便等特点。

1.3.3 水泵结构形式比较

水泵的结构形式主要有卧式、立式和斜式。卧式和立式的主要特点如表1-2所示,斜式介于二者之间。

表1-2 水泵结构形式比较

一般来说,立式泵的平面尺寸较小,高度较高。水泵叶轮淹没于水中,水泵启动方便,动力机可安装在最高洪水位以上,通风采光条件较好。但安装要求较高,检修较麻烦。因此,立式泵适用于水位变化较大的场合。卧式泵的泵房面积较大,但安装检修较方便,泵房荷载分布较均匀,适合于地基应力较弱的泵站。卧式泵叶轮高于进水池水位时,需要增加充水设备。通常,卧式泵适用于进水池水位变化较小的场合。由此可见,在选择水泵的结构形式时,应综合考虑泵站的任务和性质、水源水位变化幅度、地基条件、开挖深度等各方面的条件来确定,以达到工程投资和运行费较少的目的。

1.3.4 水泵台数的选择

在确定水泵台数时,应考虑以下几个问题:

(1)从建站投资看,在泵站流量相同的情况下,台数少,机电设备少,泵房面积小。因而泵站土建投资和机电投资都会减少。但需要指出的是,在单泵流量增大到一定程度后,水泵的汽蚀性能将会降低。这就有可能增加泵站的开挖深度,以致加大工程投资和施工难度。

(2)从运行管理费用看,水泵机组台数少,单机容量大,机电设备的运行效率较高,维修管理较方便,所需的运行管理人员较少,费用较低。

(3)从泵站工作任务的保证性和适应性看,水泵机组台数越多,对运行期间要求流量的适应性越大。一旦水泵机组出现故障,对排灌影响较少,故具有较高的保证性。

(4)从泵站性质看,一般排水泵站的设计流量及排水过程中的流量变化均大于给水或灌溉泵站。所以,排水泵站的水泵台数一般较多。在一般情况下,当排水量小于4 m3/s时可选用2台,大于4 m3/s时,可选3台以上;对给水或灌溉泵站,当流量小于1 m3/s可选2台,大于1 m3/s时可选3台以上。对梯级泵站,还应根据需要选配1~3台小型调节机组,以适应流量变化的需要。

(5)从备用容量看,在需要备用机组的情况下,当机组台数较少时,备用机组的容量也较大。备用容量的增加又会加大工程投资。一般控制备用容量不超过总容量的l5%。