摘要：常用灌溉泵站使用的水泵形式有轴流泵、混流泵和离心泵，针对红寺堡扬水工程泵站改造项目的参数，各泵站流量大，扬程适中，从其流量和扬程的范围来考虑，按照泵站扬程、流量和选型技术要求，除黄河水源泵站选用立式抽芯式混流泵外，其余泵站满足工程建设需要的泵型是离心泵，本阶段设计采用卧式中开蜗壳式单级双吸离心泵。此种泵型的显著特点是技术成熟、可靠，水泵结构合理、参数稳定、型谱范围广，使用效率高，安装简单，维护方便、寿命长。
关键词：水泵；水泵选择；水泵对比
引言
目前国内水泵均为清水泵，而实际水泵输送的是含沙水流，水源为宁夏高干渠的黄河泥沙水，随着含沙量的增大，水泵的性能曲线将下移，与理论计算的水泵工况点存在一个差值。在本次泵站改造设计时，根据目前水泵的运行特性及管理经验，对各泵站的水泵流量和扬程的确定，考虑增加（5%）设计流量，用于弥补由于水泵并联运行造成的单泵流量折减，效率下降，确保水泵长期处于高效区运行。
1 含沙水流水泵选择应注意的问题
红寺堡扬水改造工程泵站项目水源泥沙含量高，根据多年的运行实践证明，泥沙磨损导致水泵流量减少，效率下降，泵站能耗增大。为此，最大限度地减少泥沙对水泵性能的影响，提高水泵效率，减少能耗，是这次泵站改造的重点。
水中的含沙量不同，会导致水泵的机械损失、容积损失和水力损失有所变化。机械损失主要是圆盘损失，当流道中抽送含沙水流时，叶轮圆盘的外表面与水体之间的摩擦阻力增大。此外，含沙水流还会不断磨损密封环，使其间隙宽度迅速变大，泄漏流量急剧增加，从而增大容积损失；同时由于水的容重增加，当水流速度的大小和方向发生变化时，惯性力和离心力都会增大，漩涡影响也必然增大，从而使水力损失增大。由于含沙水流使得水泵的三种损失都有所增加，局部效率下降，因而水泵的整体效率也会明显下降。水中含沙是客观存在的事实，只有在水泵选型上最大限度的减少泥沙对水泵性能的影响和对过流部件的磨损，提高水泵效率才是水泵选型的重点。
A）新建泵站选择低转速水泵 在流量和扬程满足运行要求的情况下，尽量选择高效率和低转速的水泵，以降低叶轮旋转部件的线速度，减少水泵磨损，延长叶轮使用寿命，提高水泵效率。
对于改造泵站继续使用原水泵参数，如红寺堡一、二、三泵站大泵转速继续使用590rpm。
B）选用性能好的水泵
由于水流中气泡受脉动压力的作用而溃灭产生，时产生的微射流会带动泥沙出现水击，形成强大的局部摩擦，加速、加快水泵流道部件的磨损，磨损又使过流表面形成凸凹不平，从而引起局部脱流，形成漩涡，漩涡产生，加剧了磨损。磨损与相伴而生，相互促进。因此应选择性能好的水泵，以减少破坏，在确定水泵安装高程时，应按含沙量大小予以修正。
对于改造泵站，结合现有水工、土建不改造的前提下，选择合适的、性能好的水泵。
C）过流部件如何采取合理有效的材质和抗磨措施，如何应对泥沙磨损是含沙介质水力机械普遍遇到的突出问题。除选用水力性能良好、尤其是性能良好的水泵外，拟采取以下抗磨措施：
叶轮：叶轮形状相对复杂、不易采取防护措施，选用性价比较高的抗磨结构和材质以及通过更新部件以保证设备性能。叶轮的材质初步推荐选用两种材质：（1）双相不锈钢+叶片堆焊硬质合金；（2）采用三元流理论+铸钢材料
泵壳体：初步推荐选用两种材质：（1）即铸钢 ZG25+喷涂聚氨酯耐磨涂层；（2）球墨铸铁QT500-7。聚氨酯在含沙介质中的耐磨性能为不锈钢的2倍左右，且抗性能良好。聚氨酯已在多泥沙水泵及其部件上成功运用。
轴承：初步选用 SKF 轴承。
水泵密封：初步选用博格曼 Burgamann填料密封。
D）选择部件易于更换的泵。在多沙水流上运行的水泵，过流部件磨损严重，当前尚难避免。多数站为了保持水泵一定效率，采取的措施是及时更换部件、或在固定部件上涂抗磨材料。根据一些泵站的运行经验：优先选用卧式泵。
E）单泵容量不宜过大，台数不宜过少，否则运行管理不便。多沙水流的泵站，由于泥沙问题，运行管理问题比较突出。如选择单机容量过大，起动、停机对电网影响大，停运一台水泵对灌溉影响也大，泵件较重，拆、吊、装技术复杂、费时间。
F）检修备用装机容量问题：多沙水流的泵站，由于水泵受泥沙磨损，更换部件比较频繁。为了保证供水，需考虑一定数量的检修备用装机容量，在此情况下，汛期灌溉用水可不受影响。
G）根据近期在宁夏周边多沙水流的扬水泵站的考察及查阅有关文献及资料：
离心式水泵叶轮的三元流技术有一些应用，三元流理论在水泵设计方面具有显著优势，通过此技术直接对水泵的叶轮改造，不但能够提高水泵的运行效率，实现节能，而且可以实现在保证电机不超载的情况下，改变扬程，大幅提高水泵流量的技术目标。下一阶段，我们将进一步研究、考察和论证水泵叶轮的三元流技术，若该技术成熟、可靠，我们将在本项目中推广应用。
2水泵选择方案
（1）国产水泵
根据大型泵站更新改造固海扬水、南山台子扬水、扁担沟扬水、盐环定续建改造项目等工程的建设及运行情况，水泵中标厂家全部为国内水泵制造企业，整体水泵供货情况较好，国产水泵可以满足宁夏扬黄泵站黄河含沙水的实际要求，且国产水泵较合资厂水泵价格合理；但还是有一些不尽人意的地方，比如：（一）国内水泵制造企业提供以上项目的水泵都是按照他们企业供货业绩里参数相近的产品进行换算、修正，然后来满足用户的要求，这样，所提供的的水泵参数与设计要求存在一些偏差；（二）国内水泵制造企业提供的水泵加工及装配精度不高，制造误差较，有待提高。
（2）合资水泵
合资企业所生产的水泵产品在宁夏及西北多泥沙水质应用有限，仅个别工程在尝试，从使用情况看，也能满足多泥沙水质的使用要求，但水泵的维护费用比较高，造成使用单位买得起、但用不起。
合资企业所生产的水泵产品的优点为：全部为量体裁衣，根据用户的参数来专门设计、制造，然后来满足用户的要求，这样，所提供的水泵参数与设计要求一致性较好；另外，合资企业所生产的水泵产品加工及装配精度高，制造误差比较小，水泵效率普遍较高。
（3）国产水泵和国外独资企业水泵初步比较：
针对本改造项目，具体比较见下表
水泵选择分析表
结论
在考虑不同企业水泵的水力特性、汽蚀特性、水工特性、投资特性、运 行特性、成本特性，以及农业灌溉用水特性后，以及区内外经验，特别是长期经济性影响。本阶段，水泵宜优先采用国内一线企业的新技术产品。若各方面经济条件允许，部分水泵采用国外独资企业产品也是可以的。下阶段，还应在进一步调研、分析论证的基础上，完善水泵企业比选。
论文作者:冯玉平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签：水泵论文; 泵站论文; 泥沙论文; 叶轮论文; 磨损论文; 水流论文; 部件论文; 《基层建设》2019年第26期论文;