我國大中型泵站都應(yīng)用了哪些先進(jìn)技術(shù)?

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發(fā)布日期:2023-03-09 15:28
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大中型泵站單機(jī)流量和配套的電動(dòng)機(jī)功率均較大。對于大中型低揚(yáng)程泵站而言,尤其是排澇泵站由于其功能任務(wù)的要求,泵組的可靠性、穩(wěn)定性和應(yīng)急響應(yīng)能力十分重要。因此,在泵組的選型和設(shè)計(jì)時(shí),如何充分協(xié)調(diào)和處理泵組技術(shù)先進(jìn)性、高效性和泵組穩(wěn)定性、可靠性之間的相互關(guān)系,顯得尤為重要。

大中型泵站中應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)主要可分為以下幾類:

軸流泵葉片角度液壓調(diào)節(jié)技術(shù)

1.技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

(1) 降低配套電動(dòng)機(jī)功率:在泵組起動(dòng)和高揚(yáng)程下運(yùn)行時(shí),可以通過液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),將葉片向小角度調(diào)節(jié),以降低水泵軸功率,減少配套的電動(dòng)機(jī)功率,節(jié)省工程投資。

(2) 優(yōu)化水泵運(yùn)行工況:可根據(jù)進(jìn)、出水池水位差,通過調(diào)節(jié)葉片安裝角度,在保證泵組流量的前提下,優(yōu)化水泵運(yùn)行工況,提高泵組運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

(3) 調(diào)節(jié)平穩(wěn)、可靠:葉片角度液壓調(diào)節(jié)具有傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)工作平穩(wěn)的特點(diǎn),也通過葉片角度的電氣和機(jī)械雙套反饋裝置,保證葉片角度調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性和不出現(xiàn)較大的漂移,實(shí)現(xiàn)泵組的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.技術(shù)缺點(diǎn)

部分泵型的液壓全調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)未普及,液壓全調(diào)系統(tǒng)由調(diào)節(jié)器、授油器、操作油管、輪轂內(nèi)操作傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及信號反饋裝置等組成。該系統(tǒng)在立式泵上技術(shù)已經(jīng)較成熟,結(jié)構(gòu)型式趨于固定,但是在帶齒輪箱的泵組中(如斜式泵和豎井貫流泵),國內(nèi)在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試和運(yùn)行等相關(guān)環(huán)節(jié)尚缺乏成熟經(jīng)驗(yàn),因此系統(tǒng)技術(shù)尚可進(jìn)一步借鑒水電站水輪機(jī)的相關(guān)技術(shù),尤其是授油器的安裝位置、反饋型式等關(guān)鍵技術(shù)有待于進(jìn)一步優(yōu)化。

高壓變頻調(diào)節(jié)技術(shù)

1.技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

(1) 節(jié)能顯著:高壓變頻技術(shù)主要應(yīng)用于大型的供水泵站。通過高壓變頻使得泵組在低揚(yáng)程工況下,可以通過降速維持泵組按要求的設(shè)計(jì)流量運(yùn)行,避免了因揚(yáng)程降低而造成的電能浪費(fèi),同時(shí),也減少泵組軸功率,起到節(jié)能的作用。

(2) 改善泵組運(yùn)行狀態(tài):泵組進(jìn)入低揚(yáng)程運(yùn)行后,其NPSHr會(huì)顯著增加, 水泵抗汽蝕的能力減弱,機(jī)組振動(dòng)、噪聲均可能相應(yīng)加大。通過變頻調(diào)節(jié),可以降低轉(zhuǎn)速值,減小NPSHr,避免水泵發(fā)生汽蝕,提高泵組運(yùn)行的穩(wěn)定性。

(3) 調(diào)節(jié)靈活:高壓變頻調(diào)節(jié)簡單、靈活,可以通過壓力和流量等信號控制泵組變頻運(yùn)行。

2.應(yīng)用的局限性

由于高壓變頻器配置所需的投資大,尤其是單機(jī)容量較大的大中型變頻器不僅成本高,而且對布置、運(yùn)行維護(hù)條件的要求也高。此外,國內(nèi)相關(guān)變頻器制造企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)能力也有待提高,因此其應(yīng)用受到一定限制。

3.高壓變頻技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

高壓變頻技術(shù)已經(jīng)在大、中型供水工程中逐步得到應(yīng)用,例如: 嘉興域外引水工程、上海青草沙供水工程等。

大型潛水泵齒輪箱變速技術(shù)

1.技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

可減少電動(dòng)機(jī)尺寸,提高裝置效率。為了減少大型潛水泵的配套電動(dòng)機(jī)尺寸,保證水泵具有良好的過流條件,減少水力損失,在水泵口徑>1600mm 左右時(shí),采用高速電動(dòng)機(jī)配行星齒輪箱的技術(shù),可有效提高泵站裝置效率,降低運(yùn)行成本。

2.應(yīng)用現(xiàn)狀

國內(nèi)大多數(shù)的大型潛水泵站均采用了齒輪箱變速方案。浙江省袍江泵站等也采用了潛水泵配套齒輪箱變速的方案。

大型潛水貫流泵技術(shù)

主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)為:水力損失小,裝置效率高。

大型潛水貫流泵技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)將潛水貫流泵的最大單機(jī)流量提高到25m³/s 左右。該技術(shù)使得潛水貫流泵可以被應(yīng)用到所有的低揚(yáng)程大中型泵站中。由于潛水貫流泵與豎井貫流泵相比,布置簡單,機(jī)電安裝速度快,運(yùn)行噪聲低,因此目前已經(jīng)被越來越多的中型泵站采用,而隨著其大型化技術(shù)日趨成熟,使得潛水貫流泵可以進(jìn)一步取代豎井貫流泵的位置,應(yīng)用到更多的較大型泵站中。

技術(shù)供水二次冷卻技術(shù)

1.技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

(1) 水質(zhì)清潔可避免技術(shù)供水管路堵塞:二次冷卻系統(tǒng)采用自來水密閉循環(huán),對設(shè)備進(jìn)行冷卻,水質(zhì)清潔、無雜質(zhì),主要應(yīng)用于大型干式泵站, 因大型機(jī)組的冷卻潤滑用水量大,且對水質(zhì)要求較高。采用河水做為潤滑冷卻水源容易造成濾水器及管路堵塞,影響機(jī)組正常使用。尤其在排澇期間,河道水質(zhì)較差, 技術(shù)供水管路易被堵塞,影響泵站運(yùn)行。

(2) 循環(huán)使用可節(jié)約自來水用量:由于循環(huán)系統(tǒng)是密閉的,所以自來水損失率很低,大大降低了自來水用量。

2.技術(shù)缺點(diǎn)

系統(tǒng)主要由技術(shù)供水加壓泵、循環(huán)泵、板式熱交換器、全自動(dòng)濾水器和自來水箱等設(shè)備組成。因此,系統(tǒng)比常規(guī)的技術(shù)供水系統(tǒng)復(fù)雜,機(jī)電安裝工作量較大,機(jī)組管路較復(fù)雜。

3.應(yīng)用現(xiàn)狀

目前,二次冷卻系統(tǒng)在國內(nèi)泵站中已逐步有較多應(yīng)用。如南水北調(diào)邳州站、上海青草沙引水工程、浙江余姚泗門泵站和浙江澥浦泵站等大型泵站,均采用了不同型式的二次冷卻系統(tǒng),且使用情況良好, 值得推廣。目前浙江正在建設(shè)的南臺(tái)頭泵站、臥旗泵站和馬山閘站等大型工程,也采用了二次冷卻技術(shù)。

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