新型潜水轴流泵在唐山市泵站改造中的推广应用

聂欣岩

（河北水务集团，050011，石家庄）

唐山市位于河北省东部，北依燕山，南临渤海，西部和南部有329万亩（22万 hm2）低洼易涝区，历史上十年九涝，粮食产量低而不稳。新中国成立后，经过不断治理，现全市建有2 m3/s以上国管泵站73座，装机总功率4.53万kW，多年来发挥了显著的除涝治碱效益。但这些泵站大多兴建于20世纪六七十年代，建设标准低，机电设备质量差，有近70%的泵站超期服役，机组效率低，能耗高，控制排灌面积逐年减少，达不到原来的设计要求。

2008年，唐山市蓟运河泵站、津唐运河泵站、还乡河泵站和农场泵站等4处大型泵站相继列入国家泵站更新改造规划，同时包括23座中小型泵站，总装机容量2.655万kW，总装机数130台，总扬水能力310 m3/s，总投资2.3亿元。改造重点是机电设备的更新。唐山市抓住这一有利时机，在水泵选型上大胆推广使用潜水轴流泵，经过2010年、2011年两个汛期的连续开机运转，机组运转平稳，经济效益十分显著。

一、新型潜水轴流泵的主要特点

新型潜水轴流泵电机与水泵构成一体，比照传统轴流泵泵型具有安装简单、节省泵房投资、运行效率高、噪声低、冷却好、维护保养方便等优点。

1.安装简单，维修简便

传统的轴流泵与电机是分离的，安装时要求同轴对心，工序复杂，难度大，耗时长，稍有偏差即影响机泵的运行和效率；维修也十分麻烦，特别是电机层与水泵层为分层设计，水泵汛期出现故障，抢修时需关闭前池闸门和筑堰拦水，用临时泵抽干前池的水后进行维修，费工费时，基层工作人员叫苦不迭。而潜水轴流泵机泵一体，安装时省去复杂的工序，在垂直的井筒内直接吊装，且无需地脚螺栓，井筒下端有直径略小于筒径的座环，电泵下放后，在自重的作用下，其“○”形密封圈与座环直接压紧，运行后在水泵的压力作用下越压越紧，因此安装非常简单；维修时直接吊出，十分方便。

2.运用稳定、安全、高效

传统轴流泵的电机与水泵靠一根较长的传动轴所连接，运行时要保证电机轴、传动轴和水泵轴严格同心，但在实际机组安装施工中，难以确保对中精度，经过一定时间运行后不可避免地出现“偏心”传动，导致整个机组及泵站出现不同程度的振动，增加水泵梁和电机梁的动荷载，也大大地降低了机组的功效。另外，一些泵站在设计时电机层高程确定过低，遭遇较大洪水时，电机被淹，使泵站完全丧失排涝功能，带来巨大的损失。而新型潜水轴流泵为机泵一体化设计，结构紧凑，没有传动轴，不受偏心影响，机组运行稳定、安全；在扬程和比转速相同情况下，效率更高；电机潜在水中运行，无电机被淹停机的顾虑，对在低洼易涝地区使用优势非常明显。

表1 4座泵站改造前后运行情况比较分析

3.改善泵站工作环境

传统轴流泵电机都安装在泵房中，机组运行时噪声大，并不断散热，使泵房室温较高，加之大多泵站运行高峰期都在夏天，噪声和高温使泵站工作环境十分恶劣。而新型潜水轴流泵电机潜在水中，由于水体及盖板的阻隔，极大地降低了噪声；抽排水同时对电机进行冷却，不仅散热效果好，而且又不会将热量传递到泵房中，有效地改善了泵站的工作环境。

4.可靠性高，使用寿命长

潜水轴流泵和传统水泵相比，辅助设备少，能大大减少故障出现概率，提高设备可靠性；操作程序也相对简单，有利于提高设备自动化程度；同时由于潜水轴流泵散热效果好，也有效延长了泵机组的使用寿命。

5.简化泵房结构，降低工程投资

潜水轴流泵的机泵一体潜入水中运行，可以简化泵房的结构，降低泵站的工程造价。

二、使用效果

泵站更新改造完成后，经过两年的运行，各站机组运行平稳，PMCC控制系统对机泵的自动保护功能（如过载、缺相、欠压、短路、泄漏、浸水、超温等）十分灵敏，没有发生过故障，工程达到了设计要求。在全市不同区县分别选取杨彬庄、闸口、小漫港、杨义口头等4座泵站，对改造前后运行情况进行了比较分析,结果如表1。从表中数据可以看出，新型潜水轴流泵比传统轴流泵具有明显改进效果。

1.减耗节能

更新改造前，唐山全市范围内泵站能耗大约为 7～8kWh/（kt·m）， 距部颁泵站能源单耗 e＜5kWh/（kt·m）的标准相距甚远，机组效率衰减到额定效率的60%左右。改造后，能源单耗明显降低，机组效率平均提高15%左右，单是上述4个站每年即可减少耗电 22万 kWh。

2.节约安装成本

一台口径900 mm传统立式轴流泵大约需要15～20天安装时间，复杂的轴线对中程序非常耗工、耗时；上表中4座泵站仅在钢制井筒安装的基础上增加了水泵安装、检修的自动耦合导轨，使水泵现场安装调试快捷、方便，定位准确，无需对中，每台机组安装时间均为2～3天，安装费用大约1.5万元。

3.恢复和有效改善排溉面积

由于机组效率低下，泵站排涝、灌溉能力不断降低，经粗略的统计，改造前全市排涝、灌溉面积已减少8%左右。工程改造后，经过两年的运行，各泵站排涝、灌溉面积有所恢复和改善，单是上述4个站，即改善和恢复灌溉面积7.2万亩（0.48万hm2）。

三、运行注意事项

①在规定的介质条件下运行半年后，应检查密封室密封情况和密封室油是否呈乳化状态或有沉淀，如有这些症状应及时将泵提出井筒更换机油和机械密封。

②长期不使用时，不宜将泵静态浸泡在水中，需将水泵提出，以减少电动机定子绕组受潮和冬季冰冻影响。

[1]水利水电规划设计总院.水利建设项目经济评价规范[S].（SL 72-94）.

[2]水利部.泵站技术管理规程[S].（SL 255—2000）.