大型水泥渦殼式泵站的技術(shù)改造介紹

　　1.前言

　　上海市黃浦江原水廠1987年建成兩座原水輸送泵站，即臨江泵站和嚴(yán)橋泵站，各裝6臺(tái)大型立式水泥渦殼混流泵，擔(dān)負(fù)著將黃浦江上游水質(zhì)較好的原水通過(guò)兩站接力輸送到上海市區(qū)各自來(lái)水廠，日輸送能力為350萬(wàn)噸。自投入運(yùn)行至1997年，十年間逐步暴露出了一些問(wèn)題，長(zhǎng)沙水泵廠有限公司應(yīng)業(yè)主要求并在上海市有關(guān)部門(mén)的配合下，對(duì)兩個(gè)泵站進(jìn)行改造(投入近三千萬(wàn)元的改造資金)。從1998年至2001年，已將12臺(tái)水泥肘形吸入渦殼式混流泵全部改造為濕坑式水槽吸入斜流泵，大大提高了泵組運(yùn)行效率及可靠性，產(chǎn)生了顯著的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。

　　2.泵站基本情況

　　臨江泵站和嚴(yán)橋泵站原采用1800HLWB-12型立式混流泵。

　　其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：肘形水泥吸入流道、水泥渦殼式混流泵，半可調(diào)、半開(kāi)式葉輪，葉輪室嵌于水泥基體中，浮動(dòng)環(huán)式軸封，水泵電機(jī)兩軸剛性聯(lián)接泵轉(zhuǎn)子軸向力由電機(jī)推力瓦承受。泵設(shè)計(jì)點(diǎn)性能參數(shù)：Q=7.792m3/s，H=12.2m，n=300r/min，m=87.2%，配套電機(jī)功率1600kW。

　　3.原泵站存在的主要問(wèn)題

　　(1)運(yùn)行效率低。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算，泵運(yùn)行效率僅有60%~70%，原因主要是無(wú)法保證葉片與葉輪室之間的間隙符合設(shè)計(jì)要求(0.8~1.0mm)。

　　(2)密封可靠性差。原泵軸封采用浮動(dòng)環(huán)形式的密封結(jié)構(gòu)，密封穩(wěn)定性較差。因此運(yùn)行時(shí)，不得不在泵蓋上面放置一臺(tái)潛水電泵，并在該層面上設(shè)置一個(gè)專職巡視人員。一旦發(fā)現(xiàn)泵泄漏過(guò)大，立即啟動(dòng)潛水電泵抽排泄漏水，以防止泵房被淹沒(méi)。

　　(3)泵檢修周期短。原泵運(yùn)行約一年的時(shí)就出現(xiàn)振動(dòng)強(qiáng)、軸封泄漏大、泵效率大大降低等問(wèn)題，必須停機(jī)檢修。

　　(4)葉片汽蝕破壞。每年大修時(shí)，葉輪葉片有汽蝕破壞麻點(diǎn)，每次大修都要焊補(bǔ)和打磨葉片，而且維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差。

　　4.改造方案及實(shí)施

　　針對(duì)原泵站存在的主要問(wèn)題，對(duì)泵性能、泵結(jié)構(gòu)、泵房吸入流道、泵安裝基礎(chǔ)重新設(shè)計(jì)，即改為濕坑式水槽吸入立式斜流泵，僅原配套電機(jī)不變；但電機(jī)安裝基礎(chǔ)層重新布置地腳螺栓。

　　根據(jù)過(guò)去的運(yùn)行情況及對(duì)泵裝置特性的分析，確定新泵的設(shè)計(jì)參數(shù)為：流量Q=9m3/s；揚(yáng)程H=12m；轉(zhuǎn)速n=300r/min(原電機(jī)轉(zhuǎn)速)；泵比轉(zhuǎn)數(shù)ns=3.65nQ1/2/H3/4U510。

　　選用L500優(yōu)秀水力模型作模型換算設(shè)計(jì)，新泵型號(hào)定為88LKSE-18J。

　　實(shí)物泵經(jīng)真機(jī)試驗(yàn)后，性能參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

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　　5.改造后泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　與原泵型結(jié)構(gòu)相比，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：

　　(1)原為水泥渦殼式混流泵；現(xiàn)為全金屬導(dǎo)葉式混流泵；

　　(2)原泵葉輪室嵌入水泥中固定，與葉片對(duì)應(yīng)部位為球面；現(xiàn)葉輪室可隨泵轉(zhuǎn)子部件抽出，與葉片對(duì)應(yīng)部位為錐面，因此更換、維修方便；

　　(3)原葉輪汽蝕基準(zhǔn)標(biāo)高約為-1.95m，現(xiàn)葉輪汽蝕基準(zhǔn)標(biāo)高約為-3.5m，葉輪標(biāo)高位置降低了1.55m，因此在同樣的吸入水位情況下，裝置汽蝕余量增加了1.55m，有利于避免汽蝕的發(fā)生；

　　(4)原葉輪懸臂長(zhǎng)度約1.1m，現(xiàn)葉輪懸臂長(zhǎng)度僅0.6m左右。因此泵的下部軸承的受力狀況大為改善，延長(zhǎng)軸承壽命，有利于降低葉輪的擺動(dòng)和減輕葉片與葉輪室之間的磨損；

　　(5)新泵在機(jī)泵相聯(lián)的聯(lián)軸器之間有一個(gè)調(diào)整螺母，可方便地通過(guò)泵軸調(diào)整葉輪的相對(duì)高度位置，在安裝和維修時(shí)，便于調(diào)整葉輪葉片與葉輪室的間隙，使其間隙始終保持設(shè)計(jì)值要求，使泵的運(yùn)行效率不因間隙的增大而降低； 　　

　　(6)新泵的軸封采用一般填料密封，其部位在泵的最高處，泄漏量少，且泄漏水可自行排入集水坑，無(wú)需設(shè)置專門(mén)崗位巡視和排水；

　　(7)新泵的轉(zhuǎn)子部件可從上部抽出，泵的檢修工作可在電機(jī)安裝基礎(chǔ)層進(jìn)行，無(wú)須鉆進(jìn)泵內(nèi)補(bǔ)焊、打磨，不僅保證了檢修的質(zhì)量和效率；而且大大改善了檢修工作環(huán)境。

　　6.結(jié)束語(yǔ)

　　此項(xiàng)技術(shù)改造工作自1998年試行，至2001年全部完畢，投入運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的已有8年多。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果與原泵運(yùn)行測(cè)算結(jié)果相比較：

　　(1)泵運(yùn)行效率可達(dá)88%。在全年輸送8億立方米水量的情況下，與原泵相比，可節(jié)省電費(fèi)支出960萬(wàn)元。若在350萬(wàn)噸/日設(shè)計(jì)負(fù)荷下運(yùn)行，每年節(jié)省的電費(fèi)支出可達(dá)1400多萬(wàn)元，投入的改造資金在三年之內(nèi)即可收回；

　　(2)新泵3~4年一次大修，檢修周期延長(zhǎng)了3~4倍，維修工作量和維修費(fèi)用也相應(yīng)得到了降低；

　　(3)機(jī)組振動(dòng)烈度在5mm/s以下，軸封泄漏正常，提高了運(yùn)行安全可靠性，減少了維護(hù)操作崗位；

　　(4)運(yùn)行4年以來(lái)，葉片上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)汽蝕破壞麻點(diǎn)；

　　(5)改善和減輕了操作維護(hù)人員的工作環(huán)境和勞動(dòng)強(qiáng)度。