我国大中型泵站都应用了哪些先进技术?

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发布日期:2023-03-09 15:28
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大中型泵站单机流量和配套的电动机功率均较大。对于大中型低扬程泵站而言,尤其是排涝泵站由于其功能任务的要求,泵组的可靠性、稳定性和应急响应能力十分重要。因此,在泵组的选型和设计时,如何充分协调和处理泵组技术先进性、高效性和泵组稳定性、可靠性之间的相互关系,显得尤为重要。

大中型泵站中应用的先进技术主要可分为以下几类:

轴流泵叶片角度液压调节技术

1.技术优点

(1) 降低配套电动机功率:在泵组起动和高扬程下运行时,可以通过液压调节机构,将叶片向小角度调节,以降低水泵轴功率,减少配套的电动机功率,节省工程投资。

(2) 优化水泵运行工况:可根据进、出水池水位差,通过调节叶片安装角度,在保证泵组流量的前提下,优化水泵运行工况,提高泵组运行效率和稳定性。

(3) 调节平稳、可靠:叶片角度液压调节具有传统液压系统工作平稳的特点,也通过叶片角度的电气和机械双套反馈装置,保证叶片角度调节的准确性和不出现较大的漂移,实现泵组的稳定运行。

2.技术缺点

部分泵型的液压全调节系统技术未普及,液压全调系统由调节器、授油器、操作油管、轮毂内操作传动机构以及信号反馈装置等组成。该系统在立式泵上技术已经较成熟,结构型式趋于固定,但是在带齿轮箱的泵组中(如斜式泵和竖井贯流泵),国内在该系统的设计、制造、调试和运行等相关环节尚缺乏成熟经验,因此系统技术尚可进一步借鉴水电站水轮机的相关技术,尤其是授油器的安装位置、反馈型式等关键技术有待于进一步优化。

高压变频调节技术

1.技术优点

(1) 节能显著:高压变频技术主要应用于大型的供水泵站。通过高压变频使得泵组在低扬程工况下,可以通过降速维持泵组按要求的设计流量运行,避免了因扬程降低而造成的电能浪费,同时,也减少泵组轴功率,起到节能的作用。

(2) 改善泵组运行状态:泵组进入低扬程运行后,其NPSHr会显著增加, 水泵抗汽蚀的能力减弱,机组振动、噪声均可能相应加大。通过变频调节,可以降低转速值,减小NPSHr,避免水泵发生汽蚀,提高泵组运行的稳定性。

(3) 调节灵活:高压变频调节简单、灵活,可以通过压力和流量等信号控制泵组变频运行。

2.应用的局限性

由于高压变频器配置所需的投资大,尤其是单机容量较大的大中型变频器不仅成本高,而且对布置、运行维护条件的要求也高。此外,国内相关变频器制造企业的研发生产能力也有待提高,因此其应用受到一定限制。

3.高压变频技术应用现状

高压变频技术已经在大、中型供水工程中逐步得到应用,例如: 嘉兴域外引水工程、上海青草沙供水工程等。

大型潜水泵齿轮箱变速技术

1.技术优点

可减少电动机尺寸,提高装置效率。为了减少大型潜水泵的配套电动机尺寸,保证水泵具有良好的过流条件,减少水力损失,在水泵口径>1600mm 左右时,采用高速电动机配行星齿轮箱的技术,可有效提高泵站装置效率,降低运行成本。

2.应用现状

国内大多数的大型潜水泵站均采用了齿轮箱变速方案。浙江省袍江泵站等也采用了潜水泵配套齿轮箱变速的方案。

大型潜水贯流泵技术

主要技术优点为:水力损失小,装置效率高。

大型潜水贯流泵技术的应用已经将潜水贯流泵的最大单机流量提高到25m³/s 左右。该技术使得潜水贯流泵可以被应用到所有的低扬程大中型泵站中。由于潜水贯流泵与竖井贯流泵相比,布置简单,机电安装速度快,运行噪声低,因此目前已经被越来越多的中型泵站采用,而随着其大型化技术日趋成熟,使得潜水贯流泵可以进一步取代竖井贯流泵的位置,应用到更多的较大型泵站中。

技术供水二次冷却技术

1.技术优点

(1) 水质清洁可避免技术供水管路堵塞:二次冷却系统采用自来水密闭循环,对设备进行冷却,水质清洁、无杂质,主要应用于大型干式泵站, 因大型机组的冷却润滑用水量大,且对水质要求较高。采用河水做为润滑冷却水源容易造成滤水器及管路堵塞,影响机组正常使用。尤其在排涝期间,河道水质较差, 技术供水管路易被堵塞,影响泵站运行。

(2) 循环使用可节约自来水用量:由于循环系统是密闭的,所以自来水损失率很低,大大降低了自来水用量。

2.技术缺点

系统主要由技术供水加压泵、循环泵、板式热交换器、全自动滤水器和自来水箱等设备组成。因此,系统比常规的技术供水系统复杂,机电安装工作量较大,机组管路较复杂。

3.应用现状

目前,二次冷却系统在国内泵站中已逐步有较多应用。如南水北调邳州站、上海青草沙引水工程、浙江余姚泗门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却系统,且使用情况良好, 值得推广。目前浙江正在建设的南台头泵站、卧旗泵站和马山闸站等大型工程,也采用了二次冷却技术。

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