摘 要： 泵組超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)是泵站生產(chǎn)中經(jīng)常遇見的現(xiàn)象，本文結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了原因分析，并提出了解決方案，應(yīng)用效果良好，值得推廣。

關(guān)鍵詞：泵組 超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 過流 葉輪 切削

1 問題的提出

獺湖泵站系深圳市東部供水水源工程調(diào)蓄泵站，按綜合自動化系統(tǒng)模式進(jìn)行設(shè)計和配置，裝機(jī)6×280kW，四用二備，設(shè)計流量約1.5m3/s，設(shè)計揚(yáng)程12.5m，調(diào)蓄水庫設(shè)計蓄水水位為66m。受深圳市長期缺水局面影響，調(diào)蓄水庫蓄水水位從未達(dá)到設(shè)計水位66m，日常運(yùn)行基本保持在59m以下，泵組基本以2臺運(yùn)行甚至單臺運(yùn)行。為測試調(diào)蓄水庫大壩高水位運(yùn)行下的滲漏情況，需要開展水庫調(diào)蓄工作，將蓄水水位逐級提高，相應(yīng)泵組數(shù)量逐級增至4臺運(yùn)行。調(diào)蓄過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蓄水水位調(diào)至59.7m左右時，監(jiān)控屏上間斷性出現(xiàn)泵組運(yùn)行功率超過額定功率現(xiàn)象；當(dāng)水庫水位蓄至61m左右時，監(jiān)控屏顯示泵組過流報警信號，運(yùn)行功率高達(dá)292kW，經(jīng)現(xiàn)場緊急會診，決定在確保水力過渡過程平穩(wěn)的前提下盡可能短的時間內(nèi)將泵組運(yùn)行臺數(shù)由4臺逐級減至1臺，經(jīng)以上處理，泵組運(yùn)行恢復(fù)正常。

2 泵組診斷試驗

結(jié)合泵組歷史運(yùn)行記錄，調(diào)查小組經(jīng)仔細(xì)檢查泵組附屬設(shè)備的運(yùn)行狀況和系統(tǒng)電壓電流的穩(wěn)定性，認(rèn)為泵組運(yùn)行條件符合設(shè)計要求，初步判定問題出在泵組運(yùn)行參數(shù)異常，并迅速制定了診斷試驗計劃方案。

調(diào)查小組按診斷試驗計劃方案把泵組從1臺運(yùn)行逐漸增至4臺組合并聯(lián)運(yùn)行，即1#~6#泵分別組合為4臺泵組并聯(lián)運(yùn)行，同時實(shí)時記錄試驗數(shù)據(jù)并輔以現(xiàn)場檢查測試。試驗條件成熟后的水庫蓄水水位為64m。試驗程序如下：

2．1單臺泵組輪換運(yùn)行測試參數(shù)均為正常。

2．2進(jìn)入多臺并聯(lián)運(yùn)行測試階段準(zhǔn)備。

2．3 1#泵組投運(yùn)正常后，試驗2臺泵組聯(lián)合運(yùn)行，當(dāng)并入2#泵組，經(jīng)測試，泵組揚(yáng)程在13m左右，單泵平均流量稍超設(shè)計流量。

2．4系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，試驗3臺泵組聯(lián)合運(yùn)行，當(dāng)并入4#泵組，經(jīng)測試，泵組揚(yáng)程在13～14m，單泵平均流量超過設(shè)計流量，其中，4#泵組電機(jī)電流超過額定電流。

2．5在系統(tǒng)無異常工況的情況下，試驗4臺泵組聯(lián)合運(yùn)行，并入3#泵組，經(jīng)測試，泵組揚(yáng)程在14～15m，單泵平均流量基本達(dá)到設(shè)計流量，其中3#泵組、4#泵組運(yùn)行電流都超過額定電流。

2．6組合并聯(lián)運(yùn)行中未出現(xiàn)3#或4#泵組的，運(yùn)行測試參數(shù)基本正常。

3 泵組超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)原因分析

經(jīng)試驗，并比較運(yùn)行與設(shè)計參數(shù)，調(diào)查小組經(jīng)分析，認(rèn)為雖然各泵組型號完全相同，但3#、4#泵組的實(shí)際工況與設(shè)計工況差異較大，基本處于過流狀況，其余泵組的實(shí)際運(yùn)行工況略大于設(shè)計運(yùn)行曲線，處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀況。結(jié)合水泵裝置曲線，發(fā)現(xiàn)水位低于59m工況下，泵組基本處于高效區(qū)運(yùn)行，但隨著蓄水水位的不斷提高，逐漸偏離高效區(qū)運(yùn)行，直至表現(xiàn)為超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。經(jīng)會診，認(rèn)為原因如下：

3．1在以往抽水時，水庫蓄水水位基本保持在59m以下，所有泵組運(yùn)行在最佳工況范圍以外，泵組負(fù)荷較輕，電動機(jī)運(yùn)行電流小于額定電流。

3．2在64m高水位下，除3#、4#泵組外，泵組仍可按4臺泵組運(yùn)行。

以上原因僅僅是操作方式差異的反映，即所謂的外因，事實(shí)上，按泵組操作規(guī)程，設(shè)計條件下不存在組合并聯(lián)運(yùn)行會出現(xiàn)差異的問題，因此，需要進(jìn)一步予以排查，找到真正的解決之道，即所謂的內(nèi)因，而不是“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”。

從試驗結(jié)果可以看出，涉及3#或（和）4#聯(lián)合投運(yùn)的情況，運(yùn)行揚(yáng)程較設(shè)計揚(yáng)程偏高，且偏離高效區(qū)，因此問題癥結(jié)出在這兩組上。經(jīng)查安裝現(xiàn)狀況及水泵葉輪狀況，情況良好，因此可以排除汽蝕、旋轉(zhuǎn)脫流等流動條件惡化因子及機(jī)械振動因子。經(jīng)參考相關(guān)專業(yè)資料及現(xiàn)有工程案例，檢查組認(rèn)為，調(diào)速和葉輪切削是可選的解決方案，考慮到3#和4#泵組均為定速泵組，不易考慮，因此，選定葉輪切削作為解決方案。

4 泵組超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)解決方案實(shí)施

葉輪切削需遵循切割定律，切削點(diǎn)應(yīng)與切割拋物線點(diǎn)對應(yīng)，切割前后揚(yáng)程與流量函數(shù)關(guān)系為：

H=KQ2 （1）

式中，K為常數(shù)，根據(jù)式（1），經(jīng)不斷試驗比較，處理結(jié)果如下：

4．1 泵組等級降低一級，即由A級降為B級。

4．2 葉輪從原來A級Ф790切削至Ф770。

4．3 3#、4#泵比轉(zhuǎn)數(shù)約70，范圍在（60，140）間的泵需將葉片和前后蓋板一并切去，切削工藝(見圖1略)，最大切削量與比轉(zhuǎn)數(shù)關(guān)系（見表1略）。

3#、4#泵實(shí)際切割量2.5%，因此切削后對水泵效率基本無影響，經(jīng)試驗表明，通過對葉輪的切削處理，泵組過流問題得到根本的解決，在后期泵組設(shè)備運(yùn)行跟蹤試驗中，監(jiān)測到的泵組運(yùn)行電流、電動機(jī)溫度都在允許范圍內(nèi)，保證了泵組設(shè)備的安全正常運(yùn)行。

5 結(jié)語

5．1水泵葉輪多數(shù)為鑄鐵件，其在生產(chǎn)制造過程中葉輪切削打磨過程會存在一定的差異，同時如果設(shè)計中對設(shè)備運(yùn)行富裕量考慮較少，進(jìn)而就會導(dǎo)致在接近最大負(fù)荷時個別泵組會出現(xiàn)超出運(yùn)行允許范圍，在不能對泵組設(shè)備重新更換的情況下，考慮經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最小同時，可以考慮對問題泵組的葉輪進(jìn)行切削處理，適當(dāng)降低泵組運(yùn)行負(fù)荷，保證泵組的安全運(yùn)行，發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益，通過獺湖泵站工程實(shí)例，也為同類供水工程提供參考資料。

5．2考慮到現(xiàn)有泵組設(shè)備運(yùn)行基本處于滿負(fù)荷狀態(tài)，且泵組沒有溫度在線自動監(jiān)控功能，故運(yùn)行中要求監(jiān)控人員加強(qiáng)對電機(jī)電流、機(jī)組溫度等的日常監(jiān)控，以防泵組長期超負(fù)荷運(yùn)行，并實(shí)時檢查后期泵組實(shí)際運(yùn)行曲線是否下降，在滿足水庫大壩驗收的前提下，繼續(xù)跟蹤檢查泵組的設(shè)計是否符合要求。

參考文獻(xiàn)
[1] 郭立君，泵與風(fēng)機(jī),水利電力出版社，1992年11月
[2] 劉德祥、李良庚，水泵選型的一種改進(jìn)方法的研究，廣西水利水電，2002年2期

作者簡介
彭琳，女，1969年生,本科學(xué)歷，工程師，主要從事水利建設(shè)管理、泵站機(jī)電設(shè)備等方面的工作與研究。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”