珠江三角洲水资源配置工程取水泵站水泵选择

第2期2017年2月广东水利水电GUANGD0NGWATERRESOURCESANDHYDROPOWERNo．2Feb．2017珠江三角洲水资源配置工程取水泵站水泵选择田新文(广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州510635)摘要：珠江三角洲水资源配置工程是广东省大型长距离地下管线调水工程，处在可行性研究设计阶段，三级泵站的水力参数均具有设计流量变幅大、管路摩擦损失占比大的特点。通过泵型比较确定为立式单级单吸蜗壳离心泵，该泵型在国内外可借鉴及参考的已建泵站和技术资料相对较少；管路水头损失采用二个糙率系数(0．012、0．015)计算确定水泵扬程范围，并将大糙率的计算结果作为水泵的设计扬程与最大扬程；根据水泵并联运行曲线图确定泵站的运行范围及变速运行的机组台数，设计方法与设计参数对同类型泵站的设计具有参考价值。关键词：立式蜗壳离心泵；空化系数；设计流量；并联运行中图分类号：TH3l1文献标识码：B文章编号：1008一叭12(2017)002—0035—031概述珠江三角洲水资源配置工程是为优化配置珠江三角洲地区东、西部水资源，从珠江三角洲网河区西部的西江水系向东引水至珠江三角洲东部，主要供水目标是广州市南沙区、深圳市和东莞市的缺水地区，解决东部地区城市长远用水问题，提高供水保证程度，为香港、番禺等地区提供应急备用供水条件。工程总布置从位于佛山市顺德区龙江镇和杏坛镇交界处的鲤鱼洲岛西侧西江干流取水，取水流量为80m／s，通过鲤鱼洲取水泵站(一级泵站)提水后，输水干线穿过西江顺德支流、伦教大涌、李家沙水道、蕉门水道后交水至高新沙水库。高新沙水库为本工程南沙区交水点。往东莞和深圳市供水的管道从高新沙水库取水，经高新沙泵站(二级泵站)加压后穿过西樵水道、莲花山水道、海鸥岛和狮子洋，进入东莞市沙田镇，经沙溪高位水池后送至深圳市罗田水库。输水干线起点为鲤鱼洲取水口，终点为深圳市罗田水库，总长度约92．0km。2水泵选择2．1泵站水力特点1)泵站流量变幅大正常运行时鲤鱼洲取水泵站供水流量为80m／s，当上游某支流流量小于压咸流量2500131／s时，工程停止为东莞市、深圳市供水，仅为南沙供水20133／s，因此运行期最小输水流量为20m／s。所以泵站的流量变化范围为20～80In／s。2)摩擦损失水头占比大管路输水时的总扬程包括几何扬程(静扬程)和管路摩擦损失水头，几何扬程和管路摩擦损失水头间的比例影响水泵特性和管路特性曲线相交的运行工况点，必须注意泵组并联运行工况点发生汽蚀的问题。鲤鱼洲取水泵站损失水头占比约为12％(表1为扬程数据计算)。表1鲤鱼洲取水泵站的特征水位与扬程nl3)取水泵站水位变幅大鲤鱼洲取水泵站从西江取水，水位变化范围为一1．30～7．78m(见表1水位数据)，水位差值为9．18m，因此，泵站泵组运行工况的变化不仅要适应系统输水量的变化，而且还要适应取水水位的变化。4)输水系统管道糙率的变化根据南方地区供水管道运行实际调研情况，运行初期管道糙率系数基本为理想值0．012，但随着运行时间的增加，输水管内淡水壳菜繁殖问题非常严重，对输水系统管道糙率影响很大，从而使运行扬程提高。参考已运行的长距离供水工程实测数据，采用糙率系收稿日期：2016—11—14：修回日期：2016—12—19作者简介：田新文(1983)，男，硕士，工程师，主要从事水力机械选型及数值研究工作。·35·2017年2月第2期田新文：珠江三角洲水资源配置工程取水泵站水泵选择No．2Feb．2017数0．012和0．015进行扬程计算。5)泵房深度深及用地条件受限鲤鱼洲取水泵站位于顺德区龙江镇和杏坛镇交界处的西江中央鲤鱼沙I'ld~岛上，岛内地面高程为3．0-39．2m，地势起伏较大，泵站枢纽布置应紧凑，减少大开挖。2．2泵型选择1)台数及单泵流量选择鲤鱼洲取水泵站设计供水流量为80m／s，经鲤鱼洲高位水池后双管输水至高新沙水库(总库容为356．4万m，其中86．4万rfl作为本工程反调节库容，应急备用库容为222万ITI。，死库容为48万in)；鲤鱼洲取水泵站交水点有一定的调节能力，但无蓄水能力，输水线路途经的顺德区和南沙区(鲤鱼洲取水泵站至高新沙水库段)均要求留有应急备用分水口，按泵站设计规范，对于无调蓄能力的鲤鱼洲取水泵站设置2台备用泵组。所以鲤鱼洲取水泵站配置8台水泵(6用2备)，单泵设计流量为13．5m／s。2)泵型选择⋯表2水泵比转速计算值设计扬程／m单泵流量／(m／s)转速／(r／min)吸人方式比转速根据表2中比转速的范围，鲤鱼洲取水泵站可采用的水泵型式为离心泵，因离心泵的型式较多，适用的流量、扬程范围较广，是供水工程中高扬程泵站广泛采用的一种泵型。离心泵分为单吸式离心泵和双吸式离心泵，在结构上单吸式比双吸式简单；而对于大口径、大流量的泵，同等