毕大调水大型泵站水泵机组与附属设备选型探讨

第20卷第5期2014年5月水利科技与经济WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomyVol.20No.5May.，2014［收稿日期］2013－12－11［作者简介］郭建伟(1966－)，男，贵州贵阳人，高级工程师，主要从事水利水电勘察设计工作.毕大调水大型泵站水泵机组与附属设备选型探讨郭建伟(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550001)［摘要］泵站是将水提升到后续处理设施所要求的高度，使其实现重力自流。根据处理厂站的规模、水量、距离及扬程的不同，选用的水泵也不同。主要阐述了毕大调水大型泵站水泵机组与附属设备选型。［关键词］大型泵站;水泵;机组;附属;设备;选型［中图分类号］TV74［文献标识码］B［文章编号］1006－7175(2014)05－0108－030引言水泵是泵站中最主要的设备，水泵的性能直接影响泵站的能源消耗、安全运行和维护管理，而能源消耗和维护管理直接影响泵站的运行费用。如果泵站的安全运行无法得到保障，则会威胁到人身和设备安全，不但影响泵站自身的经济效益，也会影响到社会效益的发挥。1工程概况毕大提水泵站是毕大提水工程中为毕大新城区供水的水源泵站，其功能是将夹岩水库原水通过泵站提水至高程1475.00m的高位水池后，再通过长距离的输水管线自流输水至七星关区山家寨连接池，年供水量为17020×104m3(已考虑隧洞及管道漏损水量)。经过技术经济比较，采用库内有压取水，泵站位置在水库内左岸距大坝300m处。2毕大调水大型泵站水泵机组选型2.1毕大调水大型泵站机组设备设计选型原则在满足技术和使用要求的前提下，泵站应选择可靠性好、经济性高、维护管理方便的机组设备。1)可靠性原则。选择的机组设备应满足可靠性要求。2)经济性原则。选择合理的机组形式与工况调节方式，使得机组设备投资与运行、管理费用最低。3)维护管理方便原则。机组具有较好的起停机特性，便于运行管理操作。2.2泵型方案比较选择根据泵站取水方式和水泵参数，适合的泵型有单级双吸离心泵和立式长轴泵。对于立式长轴泵方案，经过选型计算并向国内外各大型厂家咨询，由于受厂房布置条件的限制，机组台数不宜过多。结合调研情况看，本站死水位1305.00m，由于死库容较大，本阶段暂按最低取水水位为1302.00m，校核水位1326.06m。长轴泵轴长需达到30m左右，这对大型长轴泵轴系稳定带来很大的难度，且大部分厂家能生产的长轴泵流量均不大，扬程也只能在160m以内，如采用较少的台数，按4用2备暂定，则后期机组招标时存在较大的风险。在对各大水泵生产厂进行调研时，发现仅有一家能生产。泵站最大扬程在178.5m。为保证投标时有3个以上厂家，则需两级布置或台数增多，势必增加机组投资及厂房投资。对于卧式单级双吸中开离心泵方案，从目前国内外大型水泵制造厂看，均能满足一级提水且较少台数的要求，水泵制造难度小、效率高，电机制造难度也低，运行稳定性高。厂房布置方便，投资较省。2.3变频电动机方案选择由于水库水位变幅有21m，对于水泵是否采用变频控制需进行技术经济比较，从库水位的出现几率对常规控制及变频控制进行耗电量计算，见表1。从表1可以看出:1)采用变频的年耗电量为9433.1×104kW·h，采用常规控制的年耗电量为10061×104kW·h，即变频控制节约电量约628×104kW·h，约为6.2%，而变频器额定功率下的效率损失约为3%。因此，采用变频仍有3%的节电量，按照供水单位电价0.72元计，每年可以节约电费约230万元，变频器投资约1800万元，因此采用变频是经济可行的。同时考虑今后电价不断上涨的可能并响应国家节能政策，采用变频是合理的。2)水泵曲线虽然能覆盖扬程范围，但是最大扬程和最小扬程之间的流量差异较大，从水泵曲线可以看出，如最大扬程满足设计流量1.485m3/s，则设计扬程时，对应—801—郭建伟:毕大调水大型泵站水泵机组与附属设备选型探讨第5期流量达1.77m3/s，最小扬程则达到1.95m3/s，即最小扬程的流量是最大扬程时的1.3倍。目前的输水系统中没有考虑流量调节，因此采用变频控制可通过降速运行，对水泵流量进行控制是必要和节能的，因此水泵选择时按最大扬程选取变频电动机。2.4水泵机组的方案比较通过对不同厂家推荐方案进行比较，从控制投资角度出发，选择水泵机组主要参数见表2，水泵特性曲线见图1。表1毕大泵站常规控制与变频控制耗电量计算表库水位/m出现几率扬程/m水泵曲线流量/m3·h－1常规电机功率/kW变频电机功率/kW常规年耗电量/104kW·h变频年耗电量/104kW·h≥132214.8%155604011866102871539.91335.0≥13216.64%15659781182010353687.1601.