泵站水泵（共7篇）
泵站水泵 篇1
广钢能源中心码头泵站是广钢白鹤洞基地工业生产用水的唯一供应源。它是广钢白鹤洞基地动力生产的重要命脉, 同时也是个耗能大户。其原有的供水系统无连续调节手段, 水压调节是通过人工开停一台中泵进行控制的, 由于生产单位用水量缺少规律性, 所以经常出现多开一台泵, 则压力过大, 不多开压力不够又不能满足生产的情况。每天手动开停泵操作频繁, 有时一天水泵开停次数多达4次, 而开一台泵需要8min。为了确保生产只能增开一台中泵, 但厂区管网水压长期处于较高压力, 有时为避免频繁开停泵操作, 水压过高时通过溢流的方式来调节水压。由于这种原始的调节方法, 码头泵站的供水压力极不稳定, 不能保证水泵在经济运行方式下运行, 浪费了大量的电能和水资源, 致使码头泵站耗电率高。选择合适的调速方式对水泵进行节能改造成为当务之急。通过研究分析, 决定采用一套北京利德华福电气技术有限公司生产的6kV/600kW高压变频器调速装置控制一台460kW的水泵 (大泵) 。通过变频器实现管网水压闭环控制, 保持管网恒压供水。
1 水泵的工况特点
广钢码头泵站取水于珠江, 以多台水泵并联运行方式供水。正常供水时, 泵房开两台460kW大泵和一台280kW中泵, 但经常出现水压偏高, 而开一台大泵两台中泵时, 水压又偏低, 难以满足生产需求。
没有使用高压变频器之前, 管网的水压调节是通过人工开停一台中泵进行控制的, 管网的水压波动大导致调节线性度较差, 造成大量能量损耗。同时由于频繁的开停泵操作, 导致供水的可靠性下降, 影响机组的稳定运行。
使用高压变频器后, 对10#水泵进行无级调速来调节管网水压, 实现了恒压供水, 避免了经常性人工开停水泵。由于水泵固有的特性, 调速既可以调节水泵的出水量, 又可以降低电动机的功耗, 从而达到了改善工艺、节能降耗的目的。
2 HARSVERT-A06/060型高压变频器原理及特点
HARSVER-A型变频装置采用单元串联多电平PWM拓扑结构, 由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出, 即输出电压6kV。每相由7个额定电压为490V的功率单元串联而成, 然后星接输出给电机。输出相电压为3450V, 线电压达到6kV左右。装置系统结构见图1, 每个功率单元的结构以及电气性能完全一致, 可以互换。其电路结构见图2, 为基本的交流-直流-交流单相逆变电路。输入侧由移相变压器给每个单元供电, 移相变压器的副边绕组分为三组, 整流侧为二极管三相全桥, 构成42脉冲整流方式。大大改善了网侧的电流波形, 使其负载下的网侧功率因数达到0.96以上。逆变器输出采用多电平移相式PWM技术, 输出电压接近正弦波, 输出电压每个电平台阶只有单元直流母线电压大小, 所以dv/dt很小。当某一个单元出现故障时, 通过使图2中的软开关节点K导通, 可由此单元的旁路出系统而不影响其他单元的运行, 变频器可持续降低额定功率运行, 可减少停机造成的损失。
3 水泵变频改造方案
码头泵站恒压节能供水改造是采用一台6kV、600kW的高压变频器, 调速控制一台水泵以连续工作的方式运行。水泵有关参数如下。
型号:20sh-9卧式离心泵;
流量:Q=2016m3/h
扬程:H=59m;
额定转速:970r/min;
配套电机:JSQ157-6;
匹配功率:460kW;
额定电流:54A;
额定功率因数:0.82;
额定转速:987r/min。
为了充分保证系统的可靠性, 同时对高压变频器加装工频旁路柜装置。当变频器异常时, 变频器停止运行, 电机可以直接手动切换到工频下运行。旁路柜由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成 (见图3, 其中QF为原有高压真空断路器开关) 。QS2不能与QS3同时闭合, 在电气、机械上实现互锁。变频运行时, QS1和QS2闭合, QS3断开;工频运行时, QS3闭合, QS1和QS2断开。为了实现变频器故障的保护, 变频器对6kV开关QF进行联锁。一旦变频器出现故障, 变频器跳开QF工频旁路时, 变频器允许QF合闸, 撤消QF的跳闸信号, 使电机能正常通过QF合闸工频启动。
水泵调速由值班人员通过上位机设定闭环运行的“给定水压”或开环运行的“运行频率”值。此输出值为反馈给变频器的4-20mA标准信号, 对应不同的频率 (速度) 给定值。变频器通过比较转速输出量与DCS速度给定之间的大小, 自动调节电动机的转速, 实现水泵转速的控制, 从而达到调节水压的目的。由于这次改造只针对并联水泵机组中的一台大泵, 正常运行工况为一台工频大泵、一台变频泵、一台中泵。管网总出口的压力取决于3台并联水泵各自的出口压力, 从而决定了变频泵不可能在太低的频率下运行, 否则会引起倒流或不出水的情况。另一方面, 太低的频率会导致整体压力下降, 达不到管网系统总体的扬程要求, 处于工频定速运行的水泵也易导致过流发生。根据以往的运行实践经验, 在工频泵与变频泵同时运行的情况下, 使变频泵最低的频率保持在40Hz以上, 这样既可以满足运行的需要, 同时又可对出水量进行连续的调节。
4 变频改造后运行效果
从变频器投入运行半年的效果看, 完全达到了进行水泵变频改造的目的, 其效果如下:
(1) 改善工艺。投入变频器后水泵可以非常平滑稳定地调整水压, 操作人员可以自如地调控, 10#水泵运行参数得到了改善, 提高了效率。
(2) 延长电机和水泵的使用寿命。10#水泵为离心式水泵, 改造前工频启动时间长, 启动电流大 (约6～7倍额定电流) , 对电机和水泵的机械冲击力很大, 严重影响其使用寿命。而采用变频调速后, 实现软起动, 对电机几乎不产生冲击, 大大延长机械的使用寿命, 减降低了设备的维修费用。
(3) 恒压供水。变频器采用压力闭环控制, 保证管网水压为0.36MPa (根据目前供水量, 暂定管网水压给定值为0.36MPa) 。由于变频器的调速平滑、控制精度高, 所以管网压力波动范围很小, 能充分满足码头泵站的供水工艺要求。
(4) 自动监控。变频器运行时的所有数据 (如运行频率、管网水压、变频器输入、输出侧的电压、电流、开环或闭环的运行状态等) 及运行状态在值班室内上位机的显示屏上都可直观地了解。只要掌握了计算机的最基本的操作即可完成水压或频率的给定、加减速、开停泵操作等。当管网水压偏高时, 值班人员可以适时设定变频器的运行频率, 以达到最佳的节能效果。
5 变频改造后的效益计算
根据水泵的调速节能原理得知, 当电机拖动水泵工频运行时, 出力为额定值, 转速及功耗也为额定值。当采用变频调速时, 可以按需要调节电机转速, 改变水泵的性能曲线, 使水泵的额定参数满足供水工艺要求。根据水泵的相似定律, 变速前后流量、扬程、功率与转速之间关系为:
Q1/Q2=n1/n2;
H1/H2= (n1/n2) 2 ;
P1/P2= (n1/n2) 3。
式中 Q1 、H1、P1——分别为水泵在n1转速时的流量、扬程、功率;
Q2、H2、P2——分别为水泵在n2转速时相似工况条件下的流量、扬程、功率。
从运行记录分析, 变频器大部时间运行在40Hz左右, 则P (40) /P (50) = (40/50) 3=51%, 可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。从图4中可以看出:当转速由n1降为n2时, 水泵的额定工作参数Q、H、P都降低了。但从效率曲线η-Q看, Q2点的效率值与Q1点的效率值基本是一样的。也就是说当转速降低时, 额定工作参数相应降低, 但效率不会降低, 有时甚至会提高。因此在满足操作要求的前提下, 水泵仍能在同样甚至更高的效率下工作。
节能效益计算如下:根据运行记录表, 变频泵的平均运行电流为40A, 工频运行时电流为53A, 节电率约25%, 节省功率为 △P=1.732×6× (53-40) ×0.82=110kW, 每小时可节电110kW·h。以全年运行8 000h计, 可节电8 000×110=88万kW·h, 每kW·h以0.5元计, 每年可节约44万元。
可见, 在满足供水要求的情况下, 投入一台国产高压变频器后, 码头泵站全年节约电费均可达44万元。另外, 由于高压变频器功率因数可达0.96以上, 大于电机功率因数0.82, 减少了大量无功。
6 结束语
实践证明, 广钢码头泵站水泵变频节能改造是成功的, 取得了显著的经济效益和社会效益。应用变频调速系统后, 实现了恒压供水, 减少了开停工频泵的次数, 大大减少了爆管的危险性, 减少工程维修费用和跑水的浪费, 间接节约了成本。
参考文献
[1]张选正, 顾红兵.中高压变频器应用技术.北京:电子工业出版社, 2007.
[2]仲明振, 赵相宾.高压变频器应用手册..北京:机械工业出版社, 2009.
农村小型泵站的水泵选型分析 篇2
1 农村小型泵站的水泵选型依据
水泵的选择和使用必须以泵站的扬程和流量为基础。而农田灌溉过程中, 水泵的选择则主要是根据地形的实际情况和蛇根草需要为标准。
1.1 水泵选型的原则
①水泵的流量和扬程必须满足农田灌溉的射进标准和要求。同时, 泵站的扬程设计必须与水泵实际运行的工作点为基础, 确保泵站最高及最低扬程满足泵站运行工作点的设计要求, 才能将泵站的作用充分发挥出来。
②水泵的选择不仅要满足泵站扬程、流量变化的需要, 而且质量必须符合相关的要求。如果可选择的泵型较多, 则应在考虑经济因素的基础上择优选择。如果所选产品无法满足泵站设计要求时, 必须另行选择新型产品, 同时必须对新型产品的性能进行相应的试验, 在确定其符合泵站设计要求之后才能选用。如果泵站的扬程变化相对较大, 则应选择Q-H曲线陡降型的水泵;反之, 如果泵站流量变化相对较大, 则应选择Q-H曲线平缓的水泵。
1.2 水泵参数的确定
1.2.1 扬程。
所谓的扬程, 指的是水泵进水口与出水口之间的压力差[1]。其实际的数值指的是两水面实际的垂直差于水在传导管流动过程中产生摩擦造成的损失的扬程之和, 并不是通常所说的提水高度, 其对于水泵的选择极为重要。在选择水泵时, 其扬程的选择应为提水高度的1.15~1.20倍, 如果水源处到用水处的垂直高度为20 m, 那么所选择水泵的扬程应在23~24 m。水泵名牌上的扬程与实际所需扬程越接近, 其使用率也就越高。但是, 不应要求其绝对相等, 只要其偏差不超过20%, 就可以实现水泵的节能运行。
1.2.2 流量。
单位时间内抽取水量的体积或者质量就是水泵出水量。如果水泵出水量过大, 那么将会增加水泵购置的费用。因此, 必须根据自身实际情况, 合理选择水泵的出水量, 才能在有效降低水泵购置费用的基础上, 最大限度地发挥出水泵的工作效率。
1.3 配套动力选择
一般小型农用水泵都采用的是电力和柴油机动力2种形式, 而动力形式的选择必须以实际使用情况及动力配置为基础。
1.3.1 电动机选择。
一般选择的是鼠笼型水泵, 如果电网容量较小, 则应选择绕线型水泵。而干燥且灰尘较少的地方, 大多采用防护式水泵;尘土飞扬且水花四溅的环境下, 应选用封闭式水泵。如果水泵长期处于均匀负荷运转状态, 则电动机的选择应采用连续工作制, 同时确保其转速与用水量保持一致, 以便于水泵的正常启动。另外, 在选择水泵时还必须根据使用地电源的情况选择单相火灾三相, 如果使用地没有三相电源, 则必须选择单相水泵, 在有三相电源的情况下应尽可能选择三相水泵。
1.3.2 功率选择。
选择电动机时, 必须确保其功率等于配套水泵的1.0~1.3倍;假如需要配备柴油机, 那么其功率应等于水泵所需功率的1.3~1.5倍。电动机配置过大, 则会出现浪费能源的现象;如果过小, 则会因为超负荷运转而导致电动机被损坏。
2 农村小型泵站的水泵选型方法
2.1 单纯抽水或液体
如果水泵只是用来抽水或者其他溶液, 那么所选择的水泵就必须具备自吸功能, 同时对水泵的流量和输出电压也有相应的要求;如果所抽取的是水或者非油性介质, 那么要求水泵必须具备自吸功能;假如对水泵的流量要求较大而对压力要求不高, 那么应选择噪音小、寿命长、自吸吸程相对较高的水泵;如果对水泵流量要求不高但对压力要求较大, 那么就必须选择ASP、HSP等系列水泵。
2.2 水气混合场合
如果水泵是用来抽水或者气体, 其要求体积较小、噪音较低、满足连续使用的要求, 同时在无人看管的情况下可以长期空转的水泵。首先必须选择水气两用型且可以长期空转, 同时满足体积小、噪音低等要求, 但是其对于水泵的流量、扬程等要求相对较低。在使用小型水泵抽真空时, 经常会出现液体进入泵腔的现象, 因此要求所选择的水泵必须具备即可抽水又可抽气的功能。在使用小型水泵抽水时, 经常会出现水泵干转的现象, 很多传统水泵都不具备干转的功能, 而长时间干转必然会造成水泵被损坏。而PHW系列产品不仅将真空泵与水泵的所有功能集成在一起, 而且满足了即可抽水又可抽气的要求。不管是在哪种状态下工作, 都属于其正常的工作范围, 即便是出现了干转现象也不会造成水泵被损坏。
2.3 单纯抽水或液态, 不要求自吸能力
如果所抽取的介质中含有少量油分、固体颗粒或者残渣, 选择水泵时必须选择流量相对较大的水泵, 这样才可以将介质中的杂质顺利抽出。但是必须注意的是, 此类介质的粘度不能太大, 而且不能有缠绕物。但是, 水泵在工作的过程中可以允许介质中含有少量油分, 但切记介质不能全部都是油, 否则将会对水泵造成严重的损坏, 并造成不必要的经济损失。
3 农村小型泵站节能措施
3.1 皮带传动节能措施
皮带出现松弛现象的话将会对水泵运行的转速造成不利的影响。研究发现, 如果皮带出现松弛现象, 水泵的运转速度将会降低10%, 同时水泵的流量、扬程也会分别出现10%和19%的降幅, 这一现象的出现将会导致泵站无法满足实际的调水要求而影响泵站的运行效率。如果皮带张力处于正常状态, 那么其滑率应在0.5%~1.0%, 此时其传动效率将会达到96%以上;反之, 如果皮带出现松弛现象, 那么其滑率则会增至4%~8%时, 此时其传递效率则分别为92%和84%。因此, 泵站在实际运行的过程中, 必须及时调整皮带松紧度, 确保皮带滑率在正常的范围内, 才能确保泵站运行效率的稳步提高。
3.2 水泵运行管理节能措施
水泵在实际运行管理的过程中, 必须做好以下工作, 才能促进水泵节能运行效率的提高。一是水泵的维修保养必须及时, 一旦发现零件损坏, 必须及时予以更换。如果水泵叶轮出现破损, 将会对水泵性能的发挥造成影响, 导致水泵运行效率降低。因此, 必须定期检查和保养水泵叶轮, 才能确保水泵的高效运行。二是控制密封间隙。在检修过程中对磨损严重且失去弹性的填料函必须及时进行更新, 才能有效降低汽蚀和泥沙磨蚀对水泵造成的影响, 从而将水泵的节能作用充分发挥出来。
3.3 管路运行管理节能措施
首先, 加强管路巡查与维护, 确保管路密封性能。如果伸缩缝止水破坏或者管路出现破损, 将会导致负压处空气进入管道, 同时造成正压处管路向外渗水, 这样不仅会降低水泵运行的效率, 而且会引起水泵机组的振动。所以, 必须进一步加强水泵机组的巡查力度, 以便及时发现问题并修复问题, 从而大大降低能耗。其次, 水泵在实际运行的过程中必须确保其管路闸阀处于全开的状态, 切记不可运用改变闸阀开度的方式来调节水泵流量。
3.4 进出水建筑物运行管理节能措施
一是运行调度确保对称运行。如果机组出现不对称运行, 将会引起水池主流出现偏斜的现象, 从而导致不对称扩散现象的发生。所以, 如果泵站运行机组较多, 必须采取对称开机的方式, 才能改善进水流态, 促进泵站运行效率的提高。二是及时清除进水池及拦污栅前的污物。如果进水池中杂物较多, 不仅会导致水泵运行效率下降, 而且会造成水量不足, 造成泵站运行效率降低。所以, 必须采取设置拦污栅的方式, 及时拦截水中的杂物及淤泥等, 才能将其对泵站运行的影响降至最低。
4 结语
由于小型泵站的节能改造价值相对较高, 而且产生的经济效益非常显著。因此, 必须充分重视小型泵站的节能改造工作。根据本站运行的实际情况, 科学合理地选择水泵, 才能在促进泵站运行效率全面提高的基础上, 提高泵站的社会效益和经济效益。
参考文献
供水泵站水泵节能改造技术及效益 篇3
1.1 数据采集及分析
(1) 数据分析对于机泵节能降效改造有着非常重要作用;对机组运行相关数据进行采集, 如电机电流、功率、管网压力、流量等数据采集, 有条件情况下, 首要采用PLC数据采集, 方便提取相关数据, 并分析离心泵运转相关曲线, 计算各机组的配水电耗等数据。
(2) 对症下药:通过数据分析, 找出主要问题改善方法, 做对比方案分析, 并考虑经济成本, 改造难度, 节能效果等等因素。
1.2 提升水泵的运转效率
不同型号的水泵有着不同的运转效率, 例如:双吸离心式水泵的运转效率通常在80%-85%, 然而, 在实际工作时, 很容易出现水泵配置不合理, 无法同现实工况有效配合等现象, 通常会导致水泵运转的工况点远离高效区, 使得水泵潜在的运转能力得不到充分发挥, 影响其工作效率。经过实践分析表明:一些水泵在实际运转时效率仅达到设计标准的一半。对此可以选择下面解决对策:
(1) 切削叶轮。可以从水泵的叶轮入手, 适度地加以切削, 从而优化其性能, 以此来提升其运转效率。然而, 叶轮切削模式的使用方法的利用条件相对有限, 一般适合水泵运转所在地叶轮切削程度最高的范围内, 同时比转速也会影响离心泵的最大切削量。
(2) 调换水泵。如果水泵工作的地方距离高效区较远, 就不适合选择叶轮切削模式, 取而代之是要科学地更换水泵, 根据工况需求来进行适应性选择, 以此来确保水泵运转效率, 从而获得良好的经济效益。
1.3 安装调速水泵
离心式水泵通常适合工业用水、居民日常供水的服务, 水泵的特性曲线和供水管道的阻力曲线交叉处的工程概况会在很大程度上影响离心式水泵的输出特性。
为了达到节能经济的目的, 一边可以选择具有变频调速功能的电动机, 依靠其科学调整水泵的运转速率, 从而使水泵灵活适应不同的工况。水泵的功率消耗会随着其转速的降低而降低, 从而节省更多的能源, 实践证明在变频器的帮助下, 节电率达到20%-50%。
1.4 注重设备的维护
一般来说, 根据实际使用情况, 定期对水泵机组维护保养工作, 更换轴承润滑油, 打开水泵盖检查叶轮气蚀情况, 轴套磨蚀情况。
(1) 泵叶气蚀严重情况:找出气蚀原因, 并对叶轮进行修补, 可在叶轮表面选用涂环氧树脂或合金粉末喷涂等方法修补。
(2) 更换水泵填料:用泥状软填料代替石墨盘根和碳纤维盘根, 减少维修率, 保护水泵轴寿命, 密封泵轴, 减少汽蚀现象。
1.5 优选水泵节能改造策略
(1) 首选用国家节能产品, 淘汰高效能电机、水泵、阀门。
(2) 一些生产制造企业, 由于生产, 需要较高的供水水压, 而且一日之内水体需求变化程度也较大, 这样就对供水泵站提出了新的要求, 可以调整变频设备数量, 在此基础上来科学掌控阀门开度, 最终达到水压调节的目的。这样不仅能够满足企业的用水需求, 也能达到节能降耗的目的。
(3) 如果水泵处于非调速运转状态, 同时, 其工作所在地同设计的规定出入很大, 而且也无法通过采用其他方法来优化其运转效率, 此时, 可以考虑调换新的水泵。相反, 如果水泵机组的工作地点, 同设计的规定出入不大, 则不必调换水泵, 试着进行优化处理, 一般可以选择叶轮切削法, 以此来调整其运行曲线, 从而提升其运转效率。通常来说, 此时水泵的性能不会发生变化, 而是其性能参数出现了一定程度的优化, 所以, 这种方法适合用在离心水泵。
2 改造实际例子分析
某地级市供水厂, 泵站中配置了5个离心水泵, 其中有四个20sh-9A水泵的扬程达到500千帕, 额定流量达到1960立方米/小时, 所安装的电机, 功率达到400千瓦, 转速也达到970圈/分。额外的另一台中内部设置了变频调节设备, 发挥系统调压功能, 其扬程达到440千帕, 额定流量仅为1300立方米/小时, 所选择的电机功率达到220千瓦, 转速达到1500圈/分。
总体上, 这样的泵站水泵配置能够满足整个城区的供水服务, 城区内部的用水需求也基本得到了满足, 然而, 经过长时间观察供水资料信息可以看到, 该供水厂供水压一般达到0.36兆帕, 水泵运转过程中, 其设计的扬程却未得到充分利用, 实际所用扬程仅为67%。这样的运行扬程导致了水泵无法有效运行, 进而水泵的运行效率低下。
2.1 优化与改造方案
(1) 叶轮切削方案。依靠原有的水泵叶轮, 参照切削规律和原理, 并结合泵房的现实工作水平, 以及供水实际需要的扬程、流量以及所需功率等等, 来科学切削水泵叶轮, 从而达到水体有效供应与供应量调节的各种需求。
因为该供水单位泵站所选的水泵为20sh-9A型, 其比转数为90, 同时已经被切削了一环, 在此基础上继续切削, 那么其扬程则要达到0.42兆帕。
经过专业的叶轮切削技术指导, 实行切削改造后, 水泵运转效率显著提高, 而且其运转中的负载也急剧下降, 防止了超载问题, 电机运转也得到极大的优化和提高。然而, 这也使得水泵供水能力受到不良影响, 同初始状态对比起来, 流量有所下降, 下降幅度达到5%。而且这种方法所适用的范围十分有限, 仅仅可以优化并改善水泵的性能参数。
(2) 换新型号的水泵。将原来的水泵替换掉, 换成KBS50-500的型号, 实际的参数为3150立方米/小时, 扬程达到0.38MPa, 电机功率达到400千瓦。
经过计算得出:P有效=317千瓦,
P轴功率=360千瓦
一般来说, 在不考虑额外损失的前提下, 电机输出功率和水泵轴功率大体相当, 这样就可以得出:水泵实际工作时的功率392千瓦, 小于400千瓦, 达到了电机功率的要求。
2.2 方案的对比
这两类方案都有不同的优势和劣势, 叶轮切削无需投入大量资金, 然而, 却达不到预期的节能效果, 水泵只是性能参数发生变化, 然而, 从根本上来看水泵的性能依然未达到改变, 无法满足高效节能工作的效果。
第二种方法更换新的水泵, 这种方法通常需要大量的资金投入, 而且需要一个系统、有条理的施工程序, 其周期也较长, 然而, 水泵型号经过调整更换以后, 水泵的运转效率得到了充分提高, 也达到了最佳的节能减耗效果, 值得深入研究和长远发展。综合对比看来, 由于更换水泵型号能够达到预期的节能效果, 其运转效率能够得到有效提高, 相比之下, 更适合考虑调换新型号的水泵。
2.3 节能改造的结果
通过对其中两台水泵型号的调换, KBS50-500型号的水泵, 其固定设计的流量为3150立方米/小时, 扬程达到0.38MPa, 经历了一段时间的运转与使用, 最终的工作运转信息如下表:
经过调整水泵型号, 最终得到的水泵运转工作效率:
经过水泵型号调换的节能改造后, 能够维护管网0.34兆帕的压力不变, 此时水泵的供水量显著提高, 上升至3350立方米/小时, 其供水量也得到了显著提升, 提升效率达到20%, 水泵运转效率也急剧提高, 同未改造前相比, 效率提高了20%。
总的看来, 经过水泵型号调换的节能改造后, 水泵的耗电量明显减少, 对应所缴纳的电费也减少, 经过总的分析和计算, 水泵的电能年节省量得到了将近64000000千瓦.时/台。
3 节能改造的效果分析
经过一年时间内一系列的水泵节能优化改造, 水泵的耗电量显著下降, 电费成本明显降低, 供水企业的供水成本得到了控制, 总体来看企业收获了较高的经济回报。正是由于这种试验性改造收到了较好效果, 该自来水公司决定扩大改造规模, 逐步实现厂内供水设备的全面改造、升级, 最终受到节能、降耗、控制成本的理想效果。
4 总结
供水泵站水泵节能改造是十分必要的, 水泵的耗电量高低关系到供水单位的经济效益, 影响到供水经济收益。通常来说, 城市建设规模较大、速度较快, 而且项目建设变数较多、变化较大, 这样就无法有效预测、分析其所需的供水量, 从而可能出现水泵扬程得不到充分利用, 造成巨大的资源浪费现象, 必须加强对水泵的节能改造, 从而确保水泵的工作效率和效益。
参考文献
[1]毛正孝, 赵友君.泵与风机[M].北京:中国电力出版社, 1999.
浅谈泵站水泵的维护与保养分析 篇4
一、水泵常见问题分析
一般来讲, 水泵的故障与设备基础、管路、传动轴、过流件、管路阀门等关系密切。主要分为以下三个方面:
1. 检修安装方面:
水泵基础定位、找平出现较大偏差, 水泵会产生振动与噪音;泵轴弯曲或叶轮不平衡造成水泵振动、轴承发热;轴承游隙或轴承压盖间隙不合理引起水泵振动、轴承发热。电机联轴器与水泵联轴器找正偏差大也会导致水泵振动、轴承发热。
2. 操作方面:
水泵起动时, 泵出口阀未关闭, 形成全负荷起动, 造成电流很大, 甚至水泵电气跳闸;如长时间关闭泵出口阀, 水泵空转, 使口环摩擦产生热膨胀, 失去间隙;充水不足、进水管道、填料涵或真空管道漏气严重、水泵底阀锈死不灵活, 进水口与叶轮的槽道被杂物堵塞、水泵的叶轮旋转方向不对, 都有可能造成泵不出水。
3. 运行方面:
地脚螺丝松动会引起泵体振动;填料压盖螺栓上得过紧, 盘根受压与泵轴摩擦较大, 造成盘车困难、轴功率升高;水泵填料失效或轴套磨损造成泄漏;水泵叶轮磨损, 叶轮与口环间隙增大, 水泵出口压力变小;转动部件锈死或管路被杂物堵塞, 导致水泵起动后不出水或出水量较小;轴承缺油或润滑油变质, 造成轴承过热甚至损坏;运行中水池水位下降, 进水管的淹没深度不够, 使进水池水面出现旋涡, 空气被吸入水泵内, 出现水泵喘振。
二、正确的水泵操作方法
水泵操作对水泵运行效果及保护水泵免遭错误操作带来的损害有直接的决定作用。笔者根据自己的工作经验, 总结了正确的水泵操作方法主要包括以下几点:
1. 水泵启动之前检查:
水泵基础稳固, 地脚螺丝不松动, 管道的连接法兰螺栓无松动、各部紧固件无松动;电机接地线完好;检查填料涵内的盘根无硬化变质, 引入填料涵内的轴封水管路无堵塞, 无明显泄漏;检查水泵各部件的冷却管道水流通畅;检查压力表、温度表完好显示正常, 真空表和压力表指示应为“0”位;启闭闸门的操作系统工作正常, 开关灵活;对水泵进行盘车检查, 确认转动松紧均匀灵活;水泵出口阀处于关闭状态。
2. 工器检查:
检查操作岗位常用的工器具齐全, 并放置在固定明显的地方, 以便随时取用。
3. 水泵清理:
清扫机组现场, 擦去水泵外部的油泥、灰尘, 传动装置附近不应放置其他物品;检查进水池吸水管的支撑是否稳定, 拦污栅应完整无损, 并清除进入水池的杂物。
4. 润滑油脂检查:
检查水泵轴承的润滑油脂是否充足干净, 用机油润滑的轴承油位应正常, 用黄油润滑的轴承油量以占轴承室体积的1/2~2/3为宜, 并查看滑动轴承油环是否转动带油。
三、日常水泵维护管理
日常水泵维护管是保障水泵质量, 延长水泵寿命的主要工作, 笔者总结具体工作应包括以下几点:
1. 验收:
对水泵的各项技术指标、相关数据及出厂证件进行验收, 验收参照安装和检修的质量标准, 对不符标准的予以处理。
2. 维护总体要求:
首先, 水泵的日常维护管理必须遵守设备维护的八字方针, 即“清洁、紧固、润滑、调整”, 泵体一定要经常清理、经常检查泵体是否泄漏、水泵细小零件的固定状况及是否生锈, 定期对轴承油位进行检查, 确保其保持在标准量, 定期对阀门丝杆擦润滑油, 保持器灵活性。其次, 点检要遵守“点检六定”, 即“定点、定项、定法、定期、定人、定标”。定点:确定点检位置;定项:确定点检项目;定法:确定点检的方法;定期确定点检周期;定人:确定点检负责人;定标:确定点检标准。
3. 水泵点检
(1) 一要定期检查电机运转电流状况:通过与正常值比较进行判断。检查方法有听与触摸两种, 听就是听水泵运行时的声音是否有异常, 触摸就是感觉其运行时震动是否正常。并可以通过触摸感觉说泵运行温升, 发现异常再用测温仪进行准确测量。
(2) 二要定期检查水泵润滑油情况:检查油量及油质, 感觉油质可能有异常时, 就要采取化学分析的方法进行成分检验。轴承箱润滑油需要定期进行替换。
(3) 三要检查更换盘根:泵类设备盘根通常采用油浸石棉盘根, 但由于石棉纤维较短导致此类盘根结构较疏松, 不仅较容易硬化干枯且在水泵运行时很容易被磨损撕裂, 从而失去作用。所以, 定期检查更换盘根很有必要。另外, 在更换操作中, 注意需对准盘根的接头, 压盖不能太紧或太松, 以当水泵运行时能确保水滴速度大约30~60滴/min为宜, 太慢或太快水滴连成线均不适合。正常情况下, 填料涵处泵轴温度在50℃以内。一旦发现出现多热或磨损现象需及时处理。
结语
泵站水泵运行管理的关键还取决于管理主体, 即运行管理人员。良好的设备管理是建立在管理人员专业知识的基础上, 并需要管理人员悉心呵护的结果。泵站水泵运行的维护管理不仅需要管理者具备必备的专业知识, 还要积累丰富的管理经验, 并且在实际管理中发挥积极主动的精神, 以保证水泵运行的有效性、安全性, 创造出更大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]张级华.125TSW型离心水泵轴套的维护[J].现代电信科技, 2009 (4) .
[2]林海漉.离心水泵的正确使用及维护[J].移动通信, 2011 (5) .
大型泵站水泵技术改造途径与策略 篇5
关键词：泵站,更新改造,策略
水泵是泵站中最主要的设备,水泵的性能直接影响泵站的能源消耗、安全运行和维护管理,而能源消耗和维护管理直接影响泵站的运行费用。如果泵站的安全运行无法得到保障,则会威胁到人身和设备安全,不但影响泵站自身的经济效益,也会影响到社会效益的发挥。另外,水泵的各项性能指标是随运行时间的增加而逐渐衰减的,随着运行时间的增加,叶轮、泵轴、密封、轴承等部件因机械磨损、泥沙磨损、化学腐蚀等原因将会改变其尺寸,从而影响水泵性能指标;各受力部件的疲劳破坏将会影响其强度,可能造成设备损坏。因此,水泵和其他机械设备一样,都存在自然老化现象和更新改造问题。
在泵站改造中,水泵改造将会影响动力机、传动装置、管路等部分的改造,因此,泵站改造应该把水泵改造作为重点,进行多方案比较后选择最优方案。根据多年运行及泵站现场测试结果,对于效率低、能耗高的水泵应进行技术改造。而水泵效率包括机械效率、容积效率和水力效率,影响这些效率的因素有很多,因此,水泵改造的途径也是多方面的,应根据泵站的具体情况和用户的实际需要决定其改造方案。
1 设计或选择优质的水力模型
优质的水力模型具有水力性能好、流量大、效率高、高效区范围宽、工况调节范围宽的特点,可适应不同排灌工况的需要,而且泵空蚀性能好。
20世纪80年代以来,我国的科研单位按照ISO国际标准,研制了一批离心泵、轴流泵和混流泵模型,其性能达到了国际先进水平。这些水力模型在设计方法上综合考虑了影响水泵性能的多种因素,如叶轮旋转运动对叶片表面边界层的影响,进出口速度环量沿半径分布规律,叶轮进口前实际水流运动对转轮性能的影响等,在原设计方法的基础上进行了修正,使新叶轮更切合实际,取得了明显的效果。
2 更新水泵或更换零部件
对于以下情况,可以考虑更换零部件:(1)原型号的水泵指标可以满足复核后的泵站要求,而且目前尚无更好的替代产品;(2)磨损严重的零部件不多,而且市场上可以买到。
更新水泵就是购买与原来型号相同水泵替换报废的水泵。通常考虑以下因素:(1)原型号的水泵指标可以满足复核后的泵站要求,而且目前尚无更好的替代产品;(2)原泵自然老化严重,实际使用年限超过国家规定的寿命年限;(3)叶片和泵壳等过流部件的泥沙磨损和泵轴、轴承的机械磨损严重;(4)零部件无法修复或修复的零件多,修复价格接近新泵的价格。
3 改变叶轮直径及叶片角度[1]
对于离心泵和部分低比转数混流泵在以下情况可以考虑采用改变水泵叶轮直径的方法:(1)原型号的水泵指标与复核后的泵站指标不符;(2)原水泵在额定工况点的流量、扬程都大于泵站实际需要,而且运行效率很低;(3)泵站的运行工况变化幅度不大。
轴流泵、导叶式混流泵和大型蜗壳式混流泵都具有较大的轮毂,便于安装活动叶片及其调节机构,因此,通常把这几种水泵设计成叶片可调的水泵。这不仅对机组的启动、停车有好处,同时还能调节水泵流量和节约泵站能耗。运行管理人员应该充分利用该有利条件,根据需要调节叶片角度,以达到节能的目的。
对于大中型轴流泵和导叶式混流泵,常采用半调节和全调节叶片调节结构,当原型号的水泵指标与复核后的泵站指标不符时,可以通过改变水泵叶片角度的方法来改造水泵,以达到高效和安全运行的目的。
全调节有液压和机械调节机构,在水泵运行期间无需停机拆泵的情况下,可以很方便地改变叶片的安装角。半调节水泵则无叶片调节机构,只有在拆开水泵后才能改变叶片角。因此,在运行期间是无法改变安装角的。为此,半调节的轴流泵正确决定叶片的安装角就显得更为重要。因此,在确定叶片安装角时,应该在设计年份的扬程下,水泵流量必须满足灌溉排水的要求,而在多年平均的扬程下,水泵能在高效区工作,并与动力机、传动装置和管路系统配合好,使泵站效率最高。对于全调节泵,随时可以根据不同扬程变化来决定当时的最佳叶片安装角度,既能满足灌区(或排水区)扬程流量的要求,也能满足效率最高以及水泵不产生汽蚀和动力机不超载的要求。
4 改变水泵转速
采用改变水泵转速的改造方法时应考虑以下因素:(1)原型号的水泵指标与复核后的泵站指标不符;(2)泵站的运行工况变化幅度大,无法用恒定转速来满足各种工况下的高效运行;(3)原水泵在额定工况点的流量、扬程都大于泵站实际需要,而且运行效率很低;(4)有可能通过动力机或传动装置改变水泵转速,而且相对于其他措施是经济的。
水泵变速调节可以得到较好的节能效果,但不是可以无限制地变速,其最低转速一般不应低于额定转速的50%,最好处于75%~100%,并应结合实际经过计算确定,否则水泵效率会明显下降,从而影响整个装置的效率。必须指出,水泵也不能在临界转速附近工作,否则会发生共振现象而使水泵遭到破坏;水泵增速一定也要慎重,提高转速不仅可能引起动力机超载,而且可能引起汽蚀,还会增加水泵零件应力,甚至损坏零件,引起机械损坏。因此,增速一般不要高于额定转速的7%~8%。
调速节能方案是否成立与以下2个方面的因素有关:其一是调速后的泵站效率是否比调速前高。因为调速可以使水泵效率在实际工作扬程不变情况下的效率提高,如果为了便于调速把直接传动改为间接传动,则调速后的传动效率又会降低。因此,调速后的泵站效率是否能够提高应该通过详细计算才能知道。当泵站效率确定后,才能求出调速后节能效果,才能知道运行费用可以减少多少。其二,在很大程度上取决于调速方式的选用及调速设备的造价。研究各种调速措施、降低调速设备的价格是实现调速节能的关键。
改变水泵转速的方式主要有2种:一是改变电动机的自身转速;二是通过电动机和水泵之间的传动机构调速。前者又分为同步电动机的变频调节和异步电动机的变频调节,后者则可分为皮带传动的调速、利用齿轮变速箱的调速和利用液力祸合器、电磁祸合器的调速。
5 选择新泵型
如果原来的泵站参数有所变化,或原来所选的水泵不合理,而且用上述改变水泵转速、改变叶轮直径或改变叶片角度等方法都无法达到经济和安全运行的目的,应该考虑重新选泵的方案。
对于原规划不合理,或因为自然条件的变化,或因为原水泵站不能满足社会发展的要求(如设计标准提高),通过局部改造仍无法达到预期目的,在这种情况下,需要重建泵站。这时,选择工程投资少、运行费用低的水泵是非常重要的。
5.1 选型原则
1)应该保证在设计标准年份的扬程下,满足灌溉排水流量的要求。
2)选择的水泵在长期运行中,多年平均的装置效率最高,运行费用最少。
3)按所选的水泵建站,其工程投资和设备功率最小。
4)便于操作、维修和运行管理。
此外,还应该考虑当地的能源资源,以达到合理利用能源的目的。
5.2 选型方法
应“因站制宜”,综合考虑设备费、泵站投资、运行维护费用和可靠性素,进行技术经济对比分析,选择合理的泵型。
1)按设计年的扬程和流量选泵。
2)按中等年份的流量扬程选泵。
3)按设计流量和节能要求选泵。
5.3 多沙水源泵站的选泵
多沙水源泵站的水泵选型除满足流量、扬程、节约能源、减少投资和安全可靠等要求外,还应该考虑泥沙对水泵选型的影响,因为泥沙的存在会加快水泵过流部件的磨损。
从而降低泵站效率、增加运行费用,同时也将增加维修保养费用,给运行管理增加困难。
6 结语
我国泵站装备技术水平与国外发达国家相比整体上处于落后状态,在设计和制造水平上有相当大的差距,国外水泵的性能指标明显优于国内。因此,提高泵站技术装备水平和科技含量成为当务之急,应开展泵站更新改造关键技术研究,泵站水锤、空化和泥沙“三害”问题研究,泵站优化高度与仿真、自动化与信息化和管理政策研究等,从而确保大型泵站更新改造在技术上合理和经济上可行,实现泵站改造经济效益、生态效益和社会效益的最大化。
参考文献
泵站水泵 篇6
工业企业中各类泵的用电比重往往都很大,据粗略测算,文中提到的某企业中各类泵的用电量占总厂用电量比例高达70% 以上。
在实际工程设计中,都是按高限值来计算设计各类泵的额定流量和扬程,泵的富裕量往往会放到很大,实际工况远偏离设计值,泵组运行效率低下。 再加上,对泵的实际运行情况又缺少必要的监测手段,往往都是仅安装泵进出口的压力监测,只有少数对节能工作重视的企业可能会单独对泵组电机电耗加装测量装备; 但对介质流量的监测,因流量测量设备的成本比较高,一般一套流量计的成本与泵组成本相当,绝大部分泵都不会安装流量测量设备。运行几年后,原本泵的实际工况就偏离了设计值,再经这些年的磨损,泵的效率就变得非常低,但由于缺少必要的监测手段,又很难被发现,浪费大量的电能,可见泵类节电潜力非常巨大。
文中通过对某企业自备取水泵站用能情况的评估、测试、分析,在保证企业供水情况下,提出了更为合理的水泵配置和运行控制,实施后该企业泵站节电量高达30% 以上,取得了显著效果。
1泵站概况及测试分析情况
1. 1泵房概况
江苏省某大型企业建有自备取水泵站,从附近河道取水,于2003年前后分二期建设完成Ⅰ期、Ⅱ 期水泵房。
水泵房泵组配置如表1所示,水泵房布置简图如图1所示。
改造前水泵房运行方式为恒压供水,供水主管网出口压力控制范围为0. 19 ~ 0. 2MPa,主管网出口距离Ⅰ期泵房垂直高度约9m、距离Ⅱ期泵房垂直高度约10m,河道正常水位47. 5m,Ⅰ期泵房水泵出口水压0. 28MPa、Ⅱ 期泵房水泵出口水压0. 29MPa; 正常情况下开2 ~ 3台工频水泵,1 ~ 2台变频水泵用于调节供水压力,即能满足生产用水。 水泵连续24h运行,年运行时间8000h以上。
1. 2泵房存在的问题
1 ) 水泵的额定参数与现管网运行参数不一致。水泵房建成后初期,河道下游水电站还未开建,河道正常水位仅有41. 5m,且当时的供水管网压力在0. 22MPa左右,在泵组选型时,按实际扬程36m( 9m + 5m + 22m) ,考虑到一定余量,水泵额定扬程选用38. 5m。近几年,河道下游建成水电站后,取水口正常水位抬升到47. 5m,且生产车间用水情况也发生了变化,供水管网压力降至0. 19MPa也能满足生产要求。造成现有水泵扬程有了很大的富裕,泵组电耗高了很多。
2) 水泵老化,维修频次多。泵组经过十几年长时间运行,水泵各部件磨损老化严重,尤其是1期泵房,水泵轴承密封是采用填料密封,密封效果不好,运行一段时间后漏水量就会加大,水泵吸水口真空度受影响,叶轮汽蚀加重,水泵效率降低,每半年都要拆开大修。且由于目前很多厂家已将该泵型列入淘汰产品,停止生产和销售,维修所需的配件很难买到,经常会影响到车间正常用水。
3) 水泵运行数据不全。泵房受到管网结构和测试装备限制,投运后一直没有安装单台泵组能耗监测设备,也没有采用便携式测试仪对泵组单机耗电量和效率做过详细的测试,对泵组实际耗电量、 效率都不清楚,只有整个水泵房配有电能表,运行人员只能凭月度水泵房耗电量及各车间生产情况粗略判断泵组运行情况,对泵组到底有多少节能空间没有量化数据,亟需对各泵组进行详细的单机能耗测试。
1. 3泵组单机能耗测试情况
水泵房没有配备任何流量测量设备及单台泵组电能表,但每台水泵出口均有就地压力表。借助公司能源主管部门配备的便携式超声波电磁流量计和多功能电能检测装置,在维持各供水参数不变情况下,采用各台水泵轮换运行方式,保证被测泵组在测试期间满载运行,逐一对各泵组实际能耗情况进行测试。流量测点放在每台泵的出口,压力测点利用原来就地压力表测点,测试用压力表经公司计量部门检定。测试时间为2014年11月17日~ 24日每天早上8至下午5点。
水泵效率计算公式如下:
式中: η水泵—水泵效率,% ;
Q—水泵平均流量,m3/ h;
ρ—水的密度,取 ρ = 1000kg / m3;
g—当地重力加速度,取g = 9. 8m / s;
H—水泵扬程,水泵出口压力-入口液位,m;
P输入—电机输入功率,k W;
η电机—电机效率,因电机实际效率测试非常复杂,为考虑简化,电机效率统一按Y2系列4级电机常用效率90% 计算。
水泵的效率公式简化为:
各水泵测试期间运行数据如表2所示。
2泵组节能改造方案
考虑到Ⅰ期泵房实测泵组效率更低,且Ⅱ期泵房因取水口位置靠近河道岸边,在河道枯水期时无法正常使用,前期考虑先把Ⅰ期泵房常用的3台工频水泵进行更换,水泵型号按照实测工况来选择, 具体型号如表3所示。
3台新水泵于2015年2月份完成安装调试, 并于3月份分别对3台新水泵进行了测试,具体测试情况如表4所示。
3改造后的节能效果
新泵完成安装调试后,至今已连续运行超过3个月,泵的各项指标均正常。根据改造前后泵组测试结果,新泵组节能效果分析如表5所示。
4结语
水泵作为工业企业最主要的用电设备,人们往往仅关注泵正常工作与否,经常忽略泵组的电耗, 而实际上泵组工况发生变化或经过多年使用后,其效率会偏离最佳工况点,甚至由于泵组老化,实际效率会大幅下降。文中提到的这家企业仅通过改造其常用的3台取水泵,每年可节约近40万元的电费,不到半年时间就能回收改造费用,可见水泵节能改造空间非常巨大。
摘要：某企业自备取水泵实测效率低下,通过对泵组的测试、分析,以及对水泵实际工况和周边环境的评估后,提出较为科学的泵组节能改造方案,通过改造取得了明显的节电效果。
泵站水泵 篇7
1975年开始, 宁夏先后建设了同心、固海、盐环定、红寺堡、南山台子、宁东等扬水工程, 建成大小扬水泵站近百余座, 安装水泵机组500余组, 为宁夏中南部干旱带社会经济发展做出了巨大贡献。近几年来, 随着全国大型泵站更新改造工程的实施, 宁夏新建和改造扬水泵站30多座, 加快了全区水利经济建设的步伐。
红寺堡扬水管理处检修队自1998年成立以来, 先后完成了红寺堡、海子塘、新圈、兴仁、下马关、鲁家窑、宁东、固海黑水沟、唐圈、长山头等15座泵站的机电设备安装工程。由于大多数扬水泵站水泵电机体积大, 重量重, 吊装困难, 安装精度高等特点, 安装中借助一般机械、工具、人力安装时, 不仅浪费人力, 且安装效率低, 工期长。近几年宁夏在大型卧式水泵和电机的安装中, 由于冬季施工, 春季上水, 工期紧, 又要确保安全、保证施工质量, 防止安装不当发生窜轴、拉瓦、振动, 影响机组寿命。根据水泵机组安装相关规范标准, 经过实践总结出了水泵、电机安装流程并制定了各流程详细的技术要求和技术措施, 提高水泵机组的安装效率。下面以固海长山头大型水泵机组的安装为例介绍水泵机组的安装流程和采取的技术措施。
长山头泵站是固海扬水工程的第三级泵站, 控制灌溉面积48.25万亩, 总扬程58.6米, 总设计流量18.7m3/s, 装机容量达20300千瓦, 安装大型水泵机组9组, 其中2500KW电机7台, 单机重量24吨, 48寸离心水泵7台, 单机重量18吨。工程由红扬公司承建, 机电设备由红寺堡扬水管理处检修队安装 (图1) , 安装于2013年1月开始, 4月1日正式上水。
2 水泵机组安装流程及技术措施[1]
水泵机组安装流程为:划定安装基准线→基础垫铁位置找平→水泵吊装就位→水泵基础地脚螺栓孔一次灌浆→水泵精平、紧固→电机吊装就位→电机基础地脚螺栓孔一次灌浆→精调电机同心度、紧固→水泵机组基础二次灌浆。
2.1 划定安装基准线
首先对水泵和电机基础地脚螺栓预埋孔组中心、水泵进出水管道中心、水泵和电机底座地脚螺栓孔组中心、基础高程进行复测检查, 确保各尺寸匹配, 其中:基础高程要低于水泵机组底座安装高程50~80mm;然后划出水泵和电机基础的纵向和横向中心线、进出水管路中心线和中心高程、水泵进出水法兰垂直中心线作为安装基准线 (图2) , 其中:水泵基础横向中心线在地面的垂直投影与水泵进出水管路中心线重合, 安装基准线与基础实际中心线允许偏差为±20mm。
2.2 基础垫铁位置找平
水泵机组基础垫铁位置找平的目的是增大垫铁与水泵机组底座的实际接触面积, 确保垫铁与基础面、水泵机组底座面接触的良好, 以免影响机组运行时的振动。要在垫铁位置的基础面铲出麻面, 找平的基础面积要大于垫铁面积, 斜垫铁的斜度为1:15, 垫铁的面积根据设备负荷按下式计算:
式中:A:垫铁面积;
Q:设备重量加在该垫铁组上的负荷 (N) ;
Q:地脚螺栓拧紧所分布在该垫铁组上的负荷 (N) , 可取螺栓的许可抗拉力;
R:基础的单位面积抗压强度 (MPa) , 可取混凝土设计强度;
C:安全系数, 宜取1.5~3。
2.3 水泵吊装就位
水泵吊装就位要以划定的安装基准线为基准, 以水泵进出水口法兰和半联轴器端面垂直中心线和中心点为定位基准, 利用重锤投影法使定位基准与安装基准线吻合。先调整水泵水平, 其次调整高程, 最后调整中心, 使水泵就位。由于水泵机组重量大, 采用吊车和钢丝绳直接吊装时, 水泵倾斜较大, 需借助调整螺钉调节水平和高程, 该方法费时、费力, 安装效率极低。为了提高水泵机组双向水平调节的效率, 吊装时可借助手动葫芦调节水平和高程, 提高安装效率。
水泵的吊装借助三个手动葫芦 (图3) , 两根钢丝绳分别挂在水泵轴向两侧导水室上, 用手动葫芦调节水泵轴向水平, 通过重锤投影法测量半联轴器端面的垂直度, 或使半联轴器的端面与重锤垂线平行;第三根钢丝绳挂在水泵进水口法兰处 (水泵的重心偏进口) , 用手动葫芦调节水泵径向水平, 通过重锤投影法测量水泵出水法兰端面的垂直度, 或使法兰面与重锤垂线平行。水平调节完毕后, 通过吊车整体上下调节水泵安装高程, 使水泵出水口法兰中心高程与划定的出水管管道中心高程相同, 并复测水平。然后粗调水泵中心后, 在不放垫铁的水泵底座底部放入调整螺钉, 调整螺钉支撑板应水平, 且厚度宜大于螺钉直径, 通过撬杠或侧面调整螺钉精调水泵中心并稳定水泵, 使水泵进出水口法兰中心线的垂直投影与划定的水泵基础横向中心线或进出水管道中心线重合, 使水泵轴中心线的垂直投影与划定的基础纵向中心线重合, 同时复测水平和高程, 对安装基准线的允许偏差为±2mm。
待水泵中心、高程和水平调整好后, 按照以下要求放入垫铁 (图4) :垫铁端面应露出设备底座外缘, 平垫铁宜露出10mm~30mm, 斜垫铁宜露出10mm~50mm, 垫铁组伸入底座面的长度应超出设备地脚螺栓的中心。每一垫铁组垫铁的数量不宜超过5块, 厚的宜放在下面, 薄的宜放在中间, 且不宜小于2mm。在不影响灌浆的情况下, 垫铁组应放在靠近地脚螺栓和主要受力部位的下方。垫铁厚度根据预留的基础面与水泵底座面的距离确定, 垫铁组总高度为50mm—80mm。地脚螺栓的垂直度允许偏差为8/l00°, 地脚螺栓任意部分离孔壁的距离应大于15mm。螺栓应露出螺母, 露出的长度宜为螺栓直径的1/3~2/3, 地脚螺栓与水泵底座螺栓孔要填充软物, 以使螺栓与孔之间的间隙均匀, 并保护螺纹。
2.4 水泵基础地脚螺栓孔一次灌浆
水泵就位后即可对地脚螺栓预埋孔灌浆, 灌浆前应清洁预埋孔, 采用强度比基础高一级的细碎石混凝土灌浆, 灌浆高度小于平垫铁, 防止地脚螺栓倾斜。寒冷天气要做好灌浆的保温工作。整个灌浆要一气呵成, 不能断续浇注。
2.5 水泵精平、紧固
待混凝土凝结后, 打开水泵泵壳, 以水泵水平中开面为定位基准, 在水泵中开面上放置水平仪通过调整螺钉和垫铁组调整水泵精平。整体安装的泵纵向安装水平偏差不应大于0.10/1000, 横向水平偏差不应大于0.20/1000, 并应在泵的进出口法兰面或其他水平面上进行测量, 解体安装的泵纵向和横向安装水平偏差不应大于0.05/1000[2]。水泵精平调整合适后即可紧固地脚螺栓并将垫铁组焊固。
2.6 电机吊装、就位
电机吊装就位是以电机底座面、水泵半联轴器端面和外径表面为定位基准, 利用水平仪、平尺、塞规等量具, 使电机轴与水泵轴的同心度基本吻合, 就位顺序是先调整电机水平, 其次调整高程, 最后调整中心, 一般偏差不超过0.5mm。电机的吊装借助三个手动葫芦和一个定滑轮 (图3) , 两根钢丝绳分别挂在电机底座内侧吊耳上, 用手动葫芦调节横向水平, 通过水平仪在电机底座上测量;为了防止钢丝绳受力不均或出现不受力的情况, 电机外侧吊耳采用定滑轮和手动葫芦配合调节轴向水平, 通过重锤投影法测量半联轴器端面的垂直度测量, 使重锤垂线与电机半联轴器端面平行。
水平调节完毕后, 移动电机, 使电机半联轴器与水泵半联轴器之间预留6~12mm的距离, 然后用一把卡尺或平尺接触两个半联轴器最大外径表面, 通过天车吊钩对两轴的高程和中心进行粗调 (图5) , 目测卡尺与两个半联轴器外表面上、下、左、右4个测量点之间的间隙, 调整电机使两个半联轴器表面与卡尺之间的间隙均匀、平行。由于重量大, 稳定性差, 直接借助撬杠、调整螺钉等工具同样费时、费力, 效率极低, 且精度较低。为了提高电机初步就位粗调同心度的效率, 设计制作了专用夹具 (图4) 稳定电机。夹具由两个半圆箍圈、夹板、塞规和夹紧螺栓组成, 箍圈整体车削而成, 内孔尺寸与半联轴器外径相同, 配合夹紧螺栓箍紧两个半联轴器, 箍圈上开有四个小孔, 用来放入相同尺寸的塞规调整半联轴器四点的间隙, 并用夹板和夹板螺栓夹紧。通过初步就位, 不仅提高了初步就位效率, 电机和水泵的同心度误差不超过0.4毫米, 精度较高, 为电机精调同心度奠定了基础。
待夹具夹紧电机后, 在电机底座下部和侧面不放入垫铁的位置放入调整螺钉支撑和稳定, 按水泵吊装就位垫铁的要求放入垫铁。
2.7 电机基础地脚螺栓孔一次灌浆
电机基础地脚螺栓孔一次灌浆同水泵。
2.8 精调同心度、紧固
待混凝土凝结后, 以水泵轴线为基准, 用千分表和塞规或两个千分表测量电机轴与水泵轴的同心度偏差 (图2~6) , 将磁性表座吸在水泵半联轴器上, 一个千分表的触头接触在电机半联轴器外径表面上, 另一个千分表的触头接触在电机半联轴器端面上, 调整千分表读数为零, 盘动电机转轴, 从上下左右四个位置读出径向和轴向偏差, 通过调整螺钉和垫铁对电机进行同心度精调。联轴器直径小于300, 调整误差在0.05mm以内, 大于300mm, 调整误差小于0.1mm。
2.9 水泵和电机基础二次灌浆
电机调正后, 水泵和电机底座与基础之间的空隙也要用水泥浆充分填满, 水泥浆用清洁的砂子和高标号的水泥按1:1的比例调制。
3 结语
扬水泵站大型水泵机组具有重量大、体积大、安装精度高的特点, 应制定详细的安装流程、技术要求, 确保规范、安全、精确施工.固海长山头泵站机泵设备安装, 借助手动葫芦、定滑轮、自制夹具等工具, 大大提高了水泵机组吊装就位效率, 确保工程质量和工期, 工程期限比预计期限提前了20天, 泵站于2013年4月1日首次开机上水, 经过近四个月的春夏灌运行, 机组运行平稳, 上水量、设备技术参数均满足设计要求。
参考文献
[1]机械工业部.GB50231-98.机械设备安装工程施工及验收通用规范[S].北京:中华人民共和国建设部, 1998.