双塔泵站水泵选型方案比选

[摘要] 大伙房水库输水应急入连工程是向大连市供水的长距离供水工程，其中加以泵站水泵选型方案的合理设计对节省工程的一次性投资、运行费用及方便工程运行管理等具有十分重要的意义。本文从技术和经济两方面对水泵选型进行比较，最终选择较优的方案，为大连应急供水工程设计提供参考。

[关键字] 供水工程水泵选型方案比选

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

1 泵站规模

泵站最大供水流量30.31万m3/d，平均供水流量23.32万m3/d。在引碧入连暗渠工程供水事故时，能提供57.5万m3/d。

2泵站设计原则

根据泵站任务和运行条件，确定泵站的设计原则如下：

表1泵站流量、扬程参数表

3水泵设计方案比选

根据泵站运行工况流量大，扬程高，扬程变化幅度大的特点，为满足水泵在各工况下能够高效、安全运行，水泵选择应考虑一下几种措施：变频调速；增加水泵台数；大小泵搭配。

增加水泵台数和大小泵搭配都不能在最大流量和平均流量间连续调节。一般只能保证在最大流量和平均流量两个工况点运行效率较高，其他工况点只能依靠关阀增加损失调节流量，不仅不能充分利用水库死水位以上的水能，而且偏离额定工况后运行效率降低幅度较大，增大运行费用。

变频调速是通过变频器改变电机的供电频率以改变电机转速来调节水泵运行工况，能使水泵在多种运行工况下，均在较高的效率范围内运行，并能连续调节；能够充分利用水库死水位以上的水能，减少耗电量，节约运行费用。近几年，随着变频技术的不断成熟，产量增大，变频调速装置价格已大幅度降低了，所以目前在大中型泵站，特别是在一些进水侧水位变幅大的取水泵站中被广泛采用。

采用变频调速方案，不但可以充分利用碧流河水库的水位势能，还能够更为方便的调节流量，使泵站运行更加灵活，而且，采用变频调节，则不再单纯依靠增加水泵台数而提高其运行灵活性，那么，泵站台数选择则可以尽量少。

根据正常、事故运行工况对应的供水流量、扬程参数，经初步比选，泵站选择五台SM501-640-640型卧式双吸水泵。正常工况平均流量供水时，两台泵工作；最大流量供水时，三台工作；事故工况五台均为工作泵。因事故工况出现的几率少，所以事故工况不设备用泵。

4变频装置台数比选

事故工况出现几率低，对泵站的经济运行影响小，所以变频数量的比选不考虑事故工况，只对正常运行工况进行比较。根据正常运行工况的供水流量、扬程参数及水泵运行特性曲线，分别对1台、2台、3台变频方案进行技术参数、年电费及投资估算。

从技术上比较，增加变频台数，灵活性相对提高，水泵运行效率依次增大，而水泵所需的汽蚀余量逐渐减小。由1台增加到2台，效率提高幅度大，由2台增加到3台，效率虽然提高，但幅度较小。对于最大供水流量工况，1台变频器和两台变频方案中的常速泵的汽蚀余量均较大，而3台变频器方案，水泵降速运行需要的汽蚀余量较小，抗汽蚀性能优越。从技术上比较，3台变频方案效率较高，需要的汽蚀余量小，技术上优于其他方案。

从经济上比较，增加变频台数，建设投资依次增大，而年电费降低。全年15%最大流量运行和75%为平均流量运行各变频方案的综合经济指标见下表。从表中可以看出，采用三台变频方案10年计算支出最少，为最经济的方案。

各变频方案经济比较表

5结论

通过技术经济综合比较，三台变频方案技术优越，经济合理，本泵站推荐采用三台变频装置。

水泵技术参数如下：

叶轮直径：D=640mm；

最优效率：η=89%;

额定转速：n=1470r/min;

正常最大轴功率：N=1479KW;

事故最大轴功率：N=1763Kw;

最大汽蚀余量：10.2m.;

惯量矩：GD2=14ｋｇｆ．ｍ２

配套电机

型号：YKK630-4恒速电机；YPT630-4变频电机;

功率：N=2000KW;

电压：V=6KV;

转速：n=1470r/min;

效率：η=95.9%;

惯量矩：GD2=14ｋｇｆ．ｍ２

功率因数：cosφ=0.90

参考文献：

大伙房水库输水入连工程初设

廖常初．PLC的发展趋势[J]。电气时代．2003．

陈有根．可编程序控制器概述[J]．大众用电杂志，2003．

徐德，孙同景．可编程序控制器应用技术[M]．济南：山东科学技术出版社．2000．

袁任光．可编程序控制器应用技术与实例[M]．广州：华南理工大学出版社，2009.