泵站运行管理与维护ppt课件.ppt

泵站运行管理讲座 二零一叁年二月 主要内容 1 1水泵作用和地位 1 1 2水泵应用 采矿 冶金 电力 石油 化工 市政以及农林等部门 例 水利工程 灌溉泵站 排水泵站 市政 给水泵站 排水泵站 火电厂 1 1 1水泵的定义水泵是输送和提升液体的机器 是一种转换能量的机械 它把原动机的机械能转化为输送液体的动能或势能 电能机械能压能 势能 1 1 3水泵的分类 1 叶片式水泵 离心泵 轴流泵 混流泵等 靠叶片高速旋转传递能量 2 容积式水泵 活塞式往复泵 转子泵等 靠工作时容积大小往复变化传递能量 3 其它类型水泵 螺旋泵 射流泵 又称水射器 水锤泵 水轮泵以及气升泵等 1 1 4各种水泵特点1 往复泵的特点小流量 高扬程 2 轴流泵 混流泵的特点大流量 低扬程 3 离心泵的特点界于两者之间 1 1 5水泵的发展趋势1 大型化 大容量化特别是取水水泵和排水水泵微型化 园林工艺 2 高扬程 高转速单级扬程已经达到1000m 3 系列化 通用化和标准化 完善水泵品种 现代生产工艺的必然要求 说明 当前趋于用潜水泵 无泵房 低噪音 要求 高速 高温 高压 高效率 大容量 耐腐蚀 基础理论 计算技术 模型试验 测量手段 材料选择 加工工艺等的改进和创新 1 2认识水泵 1 2 1离心泵 1 单级单吸离心泵一个叶轮 单面吸水 型号 IB100 80 200IS90 65 11253B31 BA 1 泵壳2 泵盖3 减漏环4 叶轮 1 2认识水泵 叶轮 2 单级双吸离心泵 即一个叶轮 双面吸水 型号 250S 3020Sh 6A SLOW900 900单级双吸离心泵是专门为深圳自来水厂开发的大型泵 该泵泵体重6 3吨 泵盖重2 5吨 泵的总高度2 8m 进出水法兰间距2 8m 轴承档间距2 8m 进水法兰最大外径为1 23m 出水法兰最大外径为1 12m 2009年8月8日 中国水电集团承建的世界最大单级双吸离心泵 北京惠南庄泵站首次有水调试成功 厂房24台蝶阀带水开 关运作正常 惠南庄泵站位于北京市房山区大石窝镇 是南水北调中线工程总干渠唯一的一座大型加压泵站 也是中线北京段实现管涵加压输水的关键控制性工程 泵站设计流量60立方米 秒 共安装8台卧式单级双吸离心泵 是目前世界最大卧式单级双吸式离心泵 水泵设计扬程为58 2米 单泵设计流量为10立方米 秒 配套异步电动机单机功率为7300千瓦 总装机容量5 84万千瓦 叶轮转子直径1 75米 长4 5米 重8 3吨 惠南庄泵站主厂房电机 3 多级单吸离心泵 即多个叶轮 单面吸水 型号 D46 50 12 DL型多级立式离心泵 卧式单吸多级分段式离心泵 1 2 2混流泵 1 蜗壳式混流泵型号 20HB 40400HW 5 叶轮1 低比速2 高比速 2 导叶式混流泵 型号 250HD 16 1 2 3轴流泵 立式轴流泵型号 14ZLD 7014ZLB 7014ZXB 70350ZLB 4 ZLB型立式轴流泵 叶轮1 固定式2 半调节 魁岐排涝站厂房内的3台斜置轴流大型水泵 装机6000kw 120m3 s 132ZXB 3型斜式轴流泵是目前亚洲第二大泵 福州 1 3抽水装置 1 离心泵抽水装置 萧山湘湖备用取水泵站 2 轴流泵抽水装置 1 4泵的工作原理与构造 一 离心泵 一 离心泵的工作原理离心泵是利用叶轮旋转而使水产生离心力来工作的 如下图 水在大气压力作用下进入叶轮 叶轮在泵轴驱动下高速旋转 水在离心力作用下被甩入泵壳 完成能量转换 泵壳约束水流进入出水管 离心泵抽水过程 二 离心泵的分类根据叶轮进水方式 单吸泵 双吸泵根据叶轮数量 单级泵 多级泵根据泵轴的安装方式 卧式泵 泵轴 地面立式泵 泵轴 地面根据工作压力 低压泵 100H2O中压泵100 650mH2O高压泵 650mH2O 三 离心泵的构造1 单级单吸离心泵 主要零部件有叶轮 泵壳 密封环 泵轴 轴承 填料函等 单级单吸卧式离心泵 水泵主要零部件1 转动部分 1 叶轮水泵进行能量交换的主要部件单吸式单侧进水 前后盖板不对称 小流量双吸式双侧进水 前后盖板对称 大流量 2 泵轴将原动机的机械能传递给叶轮轴套 保护泵轴 轴承 支持轴和叶轮 有滚动轴承和滑动轴承两类 离心泵叶轮形式 轴承是支承泵转子的部件 承受径向或抽或轴向荷裁 2 固定部分 1 泵壳 蜗壳状 泵盖使液体以最小损失进入叶轮壳体汇集叶轮出水 导向水泵出口出水接管锥形扩散管 将叶轮出水大部分动能转化为压能 2 泵座预留泄水螺孔 法兰孔3 防漏密封部分 1 减漏环承受叶轮与泵壳的磨损 减少泵壳内水流的损失 也称承磨环 2 轴封装置防止泵轴与泵体之间的漏水与进气 塑料泵机械密封 平衡孔1排出压力 2加装的减漏环3平衡孔 4泵壳上的减漏环 2 单级双吸离心泵 与单级单吸离心泵相似 离心泵叶轮形式 二 轴流泵 一 轴流泵的工作原理轴流泵是利用叶轮在水中旋转时产生的推力将水提升的 这种泵由于水流进入叶轮和流出导叶都是沿轴向的 故称轴流泵 如下图 二 轴流泵的构造轴流泵按泵轴的安装方式分为立式 卧式和斜式三种 它们的结构基本相同 目前使用较多的是立式轴流泵 主要零部件有 喇叭管 叶轮 导叶体 出水弯管 轴和轴承 填料函等 轴流泵主要零部件 1 叶轮水泵进行能量交换的主要部件分类 固定式 半调节式 全调节式注 叶片的安装角度不同 水泵的特性不同2 泵轴将原动机的机械能传递给叶轮空心轴 内设调节操作油管导轴承 承受径向力推力轴承 承受轴向推力 将其传递给基础 3 吸入管喇叭管型 符合流线型要求4 导叶变水流旋转运动为轴向运动 6 12片 旋转动能 压能5 密封装置出水弯管的轴孔处轴封装置 一般用填料盒 三 混流泵1 混流泵的工作原理混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵 它是靠叶轮旋转而使水产生的离心力和叶片对水产生的推力双重作用而工作的 2 混流泵的构造混流泵按其结构型式可分为蜗壳式和导叶式两种 蜗壳式混流泵有卧式和立式两种 目前生产和使用比较广泛的是卧式 立式多用于大型泵 蜗壳式混流泵的结构与单级单吸离心泵相似 导叶式混流泵的外形和结构与轴流泵相近 分卧式和立式两种 水泵的型号 混流泵的型号 轴流泵的型号 型号意义示意 例如 500ZQB 70ZQB 半调节式潜水轴流500 水泵出口直径 mm 70 水泵比转数的1 10轴流泵型号意义示意 例如 700ZLB1 3 7 2700 出口直径 mm ZLB 半调节立式轴流泵1 3 流量为 m3 s 7 2 扬程 m 轴流泵型号 水泵各种零部件小结 1 5水泵性能参数与汽蚀现象 一 流量流量是指水泵在单位时间内从水泵的出口输送出来并进入管路的水的体积或质量 用Q表示 单位为 m3 s m3 h或L s 二 扬程水泵的扬程是指单位重量的水从水泵进口到出口的能量增加值 用 表示 单位为N m N 习惯上用m表示 它也可以理解为水泵提水的垂直高度 包括管路损失 1 5 1水泵的性能参数 泵的扬程是能量的概念 它指单位重量的液体流过水泵后能量的增量 单位 mH E2 E1H Ex Ey 泵内的功率损失 机械损失功率包括 泵轴与轴承泵轴与轴封内填料的摩擦损失功率叶轮在水中旋转与水体摩擦损失 容积损失功率高压侧的水流向低压侧泄漏引起的功率损失 1 5 1水泵的性能参数 水力损失功率 1 水体在泵内与边壁及转轮之间的摩擦 2 水体自身发生撞击 挤压 摩擦等消耗能量 1 5 1叶片泵的性能参数 四 效率 水泵的效率是泵的有效功率与泵的轴功率之比 它标志水泵对能量的有效利用程度 用 表示 或1 机械损失和机械效率2 容积损失和容积效率3 水力损失和水力效率 1 5 1叶片泵的性能参数 五 允许吸上真空高度或必需汽蚀余量允许吸上真空高度或必需汽蚀余量是表征叶片泵汽蚀性能的参数 用来确定泵的安装高程 常用Hsa或 r表示 单位是m 允许吸上真空高度Hsa水泵在标准状况下运转时所允许的最大吸上真空值 水泵吸入口处的最大真空值 汽蚀余量 NPSH 水泵进口处单位重量液体所具有的超过饱和蒸汽压力的富裕能量 说明 1 水泵吸水管及进口处低于一个大气压 水压低于饱和蒸汽压力易产生小气泡 2 Q H是基本要素 是选择水泵的主要依据 1 5 1叶片泵的性能参数 六 转速是指泵轴每分钟旋转的次数 n 单位是r min 常用的转速有2900 1450 970 730 485r min等 一般口径小的泵转速高 口径大的泵转速低 1 5 2水泵汽蚀 一 汽蚀的概念水泵运行时 由于某些原因而使泵内局部位置的压力降低到水的饱和汽化压力时 水产生汽化 并产生大量汽泡 从水中离析出来的大量汽泡随着水流向前运动 达到高压区时受到周围液体的挤压而溃灭 气泡又重新凝结成水 气泡破灭时 水流质点从四周以高速向气泡中心冲击 产生强烈的局部水锤 这种现象就是水泵的汽蚀现象 汽化与饱和汽化压力 如水 水开始沸腾 有蒸汽泡出现 开始汽化 此时温度不变叫饱和温度 此时的水叫饱和水 此时的蒸汽叫饱和蒸汽 此时的压力叫饱和蒸汽 汽化 压力 根本原因 低压区的存在 汽蚀发生的先决条件 1 5 2水泵汽蚀 二 汽蚀类型水泵常见汽蚀有三种类型 1 叶面型汽蚀2 间隙汽蚀3 涡带汽蚀 图1离心泵汽蚀产生部位1 5 叶片正面汽蚀 4 前盖板汽蚀 2 3 叶片背面汽蚀 图4 2轴流泵汽蚀发生部位1 叶片正面汽蚀 2 叶片背面汽蚀 3 间隙汽蚀 4 轮毂体表面汽蚀 间隙汽蚀 汽蚀发生位置 叶轮室内壁叶片外断面 涡带汽蚀 图4 1 7涡带汽蚀发生部位 图2涡带汽蚀发生部位 1 5 2水泵汽蚀 三 汽蚀的危害1 水泵性能恶化 2 水泵过流部件发生破坏 叶轮进口 叶轮出口 3 产生噪音和振动 由于泵汽蚀时 在高压区发生连续破灭产生强烈水击 而产生噪声和振动 可以听到像爆豆似的劈劈啪啪的声音 根据噪音可以检测汽蚀的初生 泵长时间在汽蚀条件下工作时 泵过流部件在某些地方会遭到腐蚀破坏 一种是由于气泡破灭时产生高频 600 25000HZ 强烈冲击 压力高达49Mpa 致使金属表面出现机械剥蚀 另一种是由于汽化时放出热量 并有温差电池作用产生水解 产生的氧气使金属氧化 发生化学腐蚀 四 产生汽蚀的原因分析 1 水泵安装高程过高2 水泵偏离设计工况运行3 进水条件较差4 安装地点海拔高程较高5 水泵过流部件材料抗汽蚀能力较差6 泵本身汽蚀性能较差不同海拔高度时的大气压力 1 提高水泵抗汽蚀能力 1 提高水泵的汽蚀性能 2 用抗汽蚀能力强的材料制造水泵 3 采用高强材料喷涂过流部件表面2 改进装置结构 1 加大进水管路直径 2 减少进水管路附件 3 及时清除拦污栅上杂物 4 改善进水流态3 降低水泵安装高程4 降低水泵转速 防止或减轻汽蚀 五 防治汽蚀的具体措施l 正确确定水泵安装高程为防止水泵在运行中发生汽蚀 应正确确定水泵安装高程 使水泵在任何工况下 装置汽蚀余量 NPSH a大于水泵的必需汽蚀余量 NPSH r或者水泵的吸上真空高度Hs小于水泵的允许吸上真空高度Hsa 2 合理选配进水管路进水管应尽可能短 减少不必要的管路附件适当加大管径 以减少进水管道水头损失 提高装置汽蚀余量 3 合理设计进水池进水池内的水流要平稳均匀 不产生有害旋涡和偏流 否则会使泵的汽蚀性能变坏 4 正确进行工况调节调节水泵的运行工况可以减轻汽蚀 对于离心泵适当减少流量使工况点向左移动 可减少 NPSH r或增大Hsa 对于轴流泵可调节叶片安装角 使工况点移到 NPSH r值较 5 提高水泵进口的压力6 降低水泵转速必需汽蚀余量与转速的平方成正比 降低水泵转速 减轻汽蚀危害 7 提高工艺水平 降低叶面粗糙度叶面粗糙度愈小 水泵的抗汽蚀性愈好 8 采用抗汽蚀材料涂敷与修复如果水泵过流部件已出现剥蚀 可涂敷修复延长叶轮使用寿命 提高效率 9 控制水源含沙量10 在汽蚀区补气在泵进水侧补进适量空气 可以减小汽蚀区的真空度从而减轻汽蚀程度 2水泵常见故障与排除 主机组能运行 但效率低 设备过热或振动噪音增大主机组不能启动 电气设备不正常 电机或水泵不正常主机组运行中突然停机 运行参数不正常人为停机 故障跳闸等 故障诊断分析方法 横向比较法 类似机组或设备对比纵向比较法 本机组前后比较循因追溯法 追溯分析原因 一一排除听诊法 触测法和观察法 离心泵 混流泵常见故障及排除 离心泵 混流泵常见故障及排除 离心泵 混流泵常见故障及排除 轴流泵的故障原因与排除方法1 轴流泵的故障原因与排除方法2 轴流泵的故障原因与排除方法3 轴流泵的故障原因与排除方法4 3泵站运行与维护 机组运行操作方式 现地操作 远程自动操作机组运行监视维护 振动 轴温 油量电机 仪表 填料气蚀 清污 记录机组日常检查保养 油 气 水管路 闸门 启闭机等 3 1机组运行中监视与维护 水泵运行要求 3 1 1运行中不应有损坏或堵塞水泵的杂物进入泵内 3 1 2水泵的汽蚀和振动应在允许范围内 3 1 3多泥沙水源泵站提水作业期间水源的含沙率不应超过7 3 1 4轴承 填料函的温度应正常 润滑和冷却用的油质 油位 油温和水质 水压 水温均应符合要求 3 1 5全调节水泵其调节机构应灵活可靠 采用液压或机械调节机构还应注意观测受油器温度和漏油等现象 3 1 6水泵的各种监测仪表应处于正常状态 3 1 7水泵运行中应监视流量 水位 压力 真空度和运行温度 振动等技术参数 3 1 8对于投运机组台数少于装机台数的泵站 每年运行期间应轮换开机 机组运行中的监视与维护 机组运行过程中 值班人员应加强监视 并注意以下事项 1 注意机组有无不正常的响声和振动 不正常的响声和振动往往是故障发生的前兆 遇此情况 应立即停机检查排除隐患 2 注意轴承温度和油量的检查 水泵运行中应经常测量或查看轴承温度 并检查润滑汕是否足够 般滑动轴承的最大容许温度为70 滚动轴承的最大允许温度为95 轴承内的润滑油脂要注意定期更换 轴承内的润滑油量应适中 根据经验 般加至轴承箱的1 2 2 3为宜或加到油标尺所规定的位置 3 检查动力机的温度 定时测量动力机有关部位的温度 温度值显示不正常 应立即停机检查 机组运行中的监视与维护 4 注意各类仪表指示的变化 超出正常值或表针剧烈跳动和变化 都应立即查明原因 电动机电流超出额定值 属于电机过载 一般不允许长期超载运行 5 填料函外的压盖要松紧适度 所用的填料要符合要求 6 注意防止水泵过流断面发生气蚀 含泥沙的水流对水泵产生摩擦并加剧气蚀 低负荷或超负荷运行都会引起气蚀破坏 水位低于最低设计水位 流态不平稳都是产生气蚀的原因 对于轴流泵可调整叶片安装角度 使工作点转移到气蚀余量较小的区域 机组运行中的监视与维护 7 进水的防污和清淤 及时清除水泵进水拦污栅前的杂草等漂浮物 防止吸入水泵 使水泵效率下降 甚至击碎叶片 8 值班人员在机组运行中要做好记录 应定时抄记表计的读数 发现异常时应增加观测和记录的次数 以便分析和处理故障 3 2机组日常检查和保养 日常性检查和保养工作内容如下 1 检查并处理易于松动的螺栓或螺母 2 油 气 水管路接头和阀门渗漏处理 3 电动机碳刷 滑环 绝缘等的处理 4 保持电动机干燥 测量电动机绝缘电阻 5 检修闸门有无卡阻物 锈蚀及磨损情况 6 闸门启闭设备维护 7 机组及设备本身和周围环境保洁 责任心强 3 3机电设备检修管理 3 3 1泵站管理单位应根据设备的使用情况和技术状态 编报年度检修计划 3 3 2对运行中发生的设备缺陷 应及时处理 对易磨易损部件进行清洗检查 维护修理 更换调试等应适时进行 3 3 3按照有关技术规定对主机组进行大修时 应对主水泵进行全面解体 对电动机应吊出转子 对其轴承等部件进行检修 更换或调试 3 3 4主机组检修周期应根据机组的技术状况和零部件的磨损 腐蚀 老化程度以及运行维护条件来确定 可按下表的规定取值 亦可根据具体情况提前或推后 主机组检修周期 泵站工程管理考核标准 一 组织管理 150分 二 工程管理 300分 三 安全与生产管理 250分 四 经营管理 300分 组织管理 就是要健全和完善管理机构 贯彻执行国家颁布的方针政策和有关的技术法规 保证安全经济地完成生产任务 工程管理 就是做好泵站管辖范围内各项工程的运用 维护 观测及配套更新 保证工程完整 安全 延长使用寿命 最充分地发挥工程效益 安全与生产管理 是建立健全安全管理组织 制定安全操作规程 安全生产规章制度和运行管理制度 定期检查 维护设施设备和安全防护设备 普及安全知识 进行供排水管理 科技推广等 经营管理 建立财务制度 编制财务计划 做好各项资金的使用管理 开展好综合经营等 4案例讨论 4 1水泵转子窜轴故障故障现象 某泵站 装机8台26HB 30水泵 配套电动机JS138 10型 180kW 直联传动 多台机组同时运行时 4号机组因水泵轴承损坏停机检修 换上新轴承后 空载运行正常 负载运行时 发现水泵消耗功率增大 电动机过载 诊断分析 1 横向比较 多台机组仍正常在运行 可排除扬程 流量 流态 电动机 传动装置等设计 安装共性问题 判断故障应在4 水泵本身 2 纵向比较 4 机因轴承损坏停机检修前 运行正常 可排除该机组安装调整的问题 应当属于部件方面的故障 3 检查 手动盘车 阻力不大 无异常摩擦声音 说明泵轴 轴承等转动部件正常 水泵静态未发现问题 4 再次空载运行 无异常现象 充水后负荷运行 仔细辩听 水泵有轻微的摩擦声 察看机组直联部位 发现泵轴有轻微的窜动 停机后发现联轴器间隙恢复正常 可判断故障是水泵转子窜轴 产生摩擦而导致负荷增加 5 分析 进水侧所装的滚动轴承 依靠叶轮端轴承盖内企口紧压它的外圈 来抵消叶轮受排出水作用而产生的指向进水方向的轴向力 防止水泵转子向进水侧窜动 发生窜轴现象 可能是该轴承损坏 轴承体配合不当或磨损 使轴承 走外圈 所造成 拆开轴承体检查发现 无 走外圈 迹痕 但故障就出在这只轴承上 该只轴承是新换上的 经仔细检查 发现装配轴承时 将轴承外圈装反了 导致推拨式滚柱连内圈和泵轴向叶轮端做轴向自由运动 空载运行 轴承仅承受径向力 负荷运行 随着轴向力的增加 转子向进水侧移动 酿成故障 4案例讨论 4 2杂物阻水故障现象 某泵站安装4台机组 20sh 28型水泵 配套电动机y315M 6 110kW 多台机组运行时 4 机组流量由正常逐渐变小 负荷电流略上升 诊断分析 1 横向比较 其他机组正常运行 可排除水位变化过大 吸程降低问题 但应考虑到4 机组是最边进水 纵向比较 故障前一直运行正常 可排除边上进水的流态问题 可能是进水管漏气或水泵叶轮部件出了问题 2 进一步分析 如果进水管漏气或叶片损坏 提水量减少 负荷应减轻 负荷电流只会下降不会上升 故初步判断可能是进水管道受阻引起 3 停机检查 进水管内无异物阻塞 但进水口周围有水草杂物 运行时吸附阻塞滤网 停机时脱落 再开机有好转 时间长又形成堵塞 导致流量减小 电流增加 4案例讨论 4 3叶轮反转故障现象 某新建泵站 安装1台20ZLB 70型水泵 配套电动机y280M 6 55kW 试运行时出水正常 运行良好 久停未用 待再次开机时 发现水泵转动正常 但不出水 诊断分析 纵向分析 机组试运行时出水正常 排除了配套转速低 叶片装反或损坏 叶轮和轴的连接销脱落 叶轮不转等问题 未正式运行 也不在可能水草杂物缠绕叶片 很有可能的是叶轮反转 经辩认 水泵确实反转 经查 因为在机组停运期间 供电部门对供电线路进行了调相 造成电动机反转 4案例讨论 4 4轴承磨损淮南某泵站装机4台 4ZL 30 7水泵 TDL325 58 40 1600kW高压电动机 已验收运行几年 2007年运行时发现振动非常大 无法运行 原因分析 水泵发生汽蚀或泵体内出现较大异常 诊断 经细听振动声音不象汽蚀 初步判断应属水泵设备内部故障所至 解体水泵后发现 水泵原来是液压全调节叶片 改成不可调节时 活塞固定采用压盖法 内有间隙 这样在运行时叶片有摆动 产生振动 随着运行台时增加 橡胶轴承磨损增大 压盖与活塞体间隙由于活塞撞击也在增大 造成机组运行振动变大 处理 焊死叶片 垫实压盖与活塞体间隙 更换橡胶轴承 4案例讨论 4 5机组振动巢湖某泵站装机4台 900ZLB 100水泵 310kW电动机 空载运行测量电机机座水平振动值 四台均为X 0 020mm Y 0 105mm X方向为水流方向 泵站技术管理规程 SL255 2000 允许振动值 0 020mm Y方向实测值严重超标 原因分析 机组振动是个综合指标 现几台都超标 产生振动可能是 水流原因 流态 进水水位过低等 机组安装 设备本身质量缺陷等原因 诊断 观察水流情况 流态和水位都属于正常 盘车摆度在控制范围内 并且无磨擦和卡阻现象 机组安装原因也可排除 经进一步分析属于电机底座刚度问题 处理 厂家对底座增加加强筋 刚度增大 重新安装后 振动值降至允许范围 4案例讨论 4 6地基沉降安庆某泵站装机5台 1600ZLBll 3 3立式轴流泵 TL500 24 1730同步电动机 该站运行二年后 汛前试运行发现 4台机组都有振动变大情况 3 机组不能运行 原因分析 水流情况正常 振动都变大 说明有共性原因 经观察分析 泵站基础沉降可能是主要原因 但基础沉降与机组振动的联系要进一步诊断 尤其为什么其中一台最严重 诊断 检测3 机组的水平值 东南 西南 西北 0 08mm 东北 同安装检测报告比较 判断出机组已出现水平方向扭变 由于地基与水泵电机梁是整体刚性结构 机组属于整体倾斜 进一步了解土建施工情况 站基础分二块底板浇筑 五台机分属二块底板上 3 机组处于大底板分割边缘 观测记录显示 两地基底板出现不均匀沉降 其中3 机组所属大底板最严重 处理 地基沉降稳定后重新安装机组 4案例讨论 4 7机组异常响动2012年汛期凤凰颈站5号泵发生异常响动的原因是 1 位于7 3m高程的导水锥外壳西半块整体移位脱落 半块壳体上面分布共16只大螺栓全部锈蚀腐烂 丝牙全无 自行脱落 导致壳体无固定点而自行脱落 2 半块壳体脱落移位后 歪抵在泵轴护套上 大部分重量和其承受水流的动载相应地传导到护套和位于其下方的水导室内 改变了整体受力状况 3 位于2 3m高程的水泵轴承水导室内底部固定螺栓 共有三个螺栓松动 4案例讨论 2013年1月凤凰颈排灌站5号机组大修现场 133 4 8广丰圩杨墩站抢险杨墩站建于1959年 1995年改建为2孔 3m 3 5m 钢筋混凝土涵洞 洞身长65m 底高程9 0m 1995年9月18日动工 1996年5月28日穿堤涵 大堤回填 新泵房基本完成 1996年8月14日凌晨 杨墩站新站汇流水箱处向上冒沙冒水 冒水孔直径约5cm 且逐渐增大 6时30分 江堤 启闭机 涵箱 机房开始下沉 当时外江水位16 84m 站前水位11 7m 水头差5 14m 7时 江堤连同涵箱整体塌陷1 0m 堤身多处裂缝 启闭机房明显倾斜 12时 堤顶下陷3 5 4 0m 沉陷段堤 防上口宽30m 下口宽8m 裂缝影响范围65m 启闭机台 机房 竖井等严重倾斜 压力涵箱接头止水拉断 由于两孔闸有一孔开启高达2 7m 江水呈漩涡 裹着泥沙 向堤内倒灌 堤内出现3个较大的水柱 水柱出水高度达1m左右 总流量约60m3 s 形势十分危急 4案例讨论 135 根据该站周围的地形特点 决定在堤内引水渠内建新坝 做成长170m 宽40m左右的养水盆 8月14日23时 二道坝第一次堵口开始合龙 当缺口已堵至4m左右宽时 由于上游水位抬高后 流速加大 打下的桩断裂 堵口失败 失败的主要原因是 准备仓促 备料不足 抢险物料较轻 且堵坝的断面过小 依靠桩支撑 难以奏效 第三次合龙吸取了前两次失败的教训 堵口开始 抢险指挥部在东 西坝各组成了由部队和武警战土组成的抢险突击队 为尽快形成合龙物料的支撑骨架 先抛下500多块预制板 然后推下去钢筋笼40个 效果明显 为配合下游合龙 上游闸门先后关下1 70m 19日10时 二道堤合龙成功 随后立即进行闭气工程 闭气工程程序为 先抛3m宽袋装碎石和散装碎石 后抛7m袋装土 最后抛10m散装土 8月27日 闭气工程全部完成 抢险成功 保住了长江大堤 抢险耗费主要物资 麻 草袋66万条 块石7800吨 石子6000吨 黄砂4200吨 水泥预制楼板2181块 雨布183块等 抢险经费约1000万元 教训 1工程管理和观测不到位 疏于防范 2涵闸管理操作规程没遵守 临江防洪闸门有一孔没有关闭 加剧险情3要对设计 施工进行认真总结4抢险要先制定预案 不能仓促上阵 原因 管涌渗透破坏 接触冲刷 泵站管理存在问题 标准低 选型不合理 设备不配套 沿淮的泵站一般仅能达到3 5年一遇 沿江泵站也只能达到5 7年一遇的标准 设备老化 失修运行效率低 工程配套不全 工程效益 收入偏低国外泵站1技术装备好 自动化程度高2运行管理人员少 素质好 社会分工严密3十分注重工程维护保养 运行管理费用充足 5问题及发展趋势 国外泵站的发展状况及典型工程 1 美国北水南调 加州北部的水调到南部洛杉矶线路全长1126km 大坝22座 电站6座 泵站23座Edmonston泵站 14台4级离心泵 单泵流量9m3 s 扬程587m 功率58840kW 两条长2560m管道并联大古力泵站 从哥伦比亚河上的大古力水库提水到另一高原水库 安装6台立式混流泵 单泵流量45m3 s 扬程94m 功率47807kW 6台可逆式机组 单机流量48m3 s 发电总装机容量648万kW 灌溉面积625万亩 2 前苏联截止1972年 提水灌溉面积340万hm2 占总灌溉面积的30 总装机容量180万kW1985年 950万hm2 45 乌兹别克斯坦 卡尔申提水灌溉工程 阿姆河 取水200m3 s 灌溉面积35万hm2 总功率45万kW6级提水 每级6台全调节轴流泵 单泵流量40m3 s 总扬程156m 3 日本新川排水枢纽工程 25座泵站 大型泵站 新川河口泵站 6台4200mm贯流式轴流泵 扬程4 2m 流量40m3 s 总装机容量7800kW 排水流量240m3 s 控制面积28000hm2 受益面积20000hm2日光川排水站 2 4600mm大型轴流泵 大和田排水站 2 3600mm轴流泵 2 2500mm轴流泵 久御山排水站 3 3400mm轴流泵 新井乡川排水站 3 3200mm轴流泵 三乡排水站 3 4600 1 3600 1 3000mm立式蜗壳式混流泵 4 荷兰大型泵站600多座 1 2m以上大泵2400多台 泵站特点 扬程低 流量大水泵转速高 1 2m口径水泵相当于我国1 8m泵 水泵设计与配套 国际著名水力机械实验室 对水泵装置进行性能测试 水锤计算 模型试验典型泵站 爱茅顿排水站 排水能力150m3 s 安装大型贯流泵4台 单泵流量37 5m3 s 最大扬程2 3m 电机为低频低速异步电动机 将50Hz电源调频为16 5Hz 以适应水泵低速运转 5 其它埃及 西水东调工程 将尼罗河水调至干旱缺水的西奈半岛 9座抽水站 输水干线上有7座泵站逐级提水东调 其最后一段采用压力管道输水 水泵加压75 5m 抽水流量52 6m3 s 苏伊士运河东西两岸新增耕地25万hm2 同时为150万居民提供生活用水罗马尼亚 卡尔马齐灌区为欧洲最大的自动化灌区 由多瑙河提水 一级泵站采用浮动式泵房 安装5台立式轴流泵 提水流量36m3 s 二 三级泵站安装立式离心泵 再通过34座小型加压泵站 送入农田 灌溉面积47万hm2 2 国内泵站的发展状况及典型工程 1 农业排灌泵站泵站数量 近50万座装机容量 7000万kW排灌面积 5亿亩泵站提灌面积占全国总灌溉面积56 泵站提排面积占全国总排水面积21 大型排水泵站 主要分布在湖北 湖南 广东 安徽 江西 江苏 浙江 上海等平原低洼地区湖北 70多座 主要分布在江汉平原 樊口泵站 泵流量53 5m3 s 扬程9 5m 配套功率6000kW 口径4000m 为国内单泵容量最大的轴流泵站 高扬程泵站 主要分布在陕甘宁晋等高原地区甘肃景泰川提水泵站 一期 1974年建成 设计流量10 56m3 s 11级提水总扬程445m 总装机容量64000kW 灌溉面积2 028万hm2二期 1984年开建 18级提水净扬程602m 总扬程708m 提水流量18m3 s 总装机容量18万kW 计划灌溉面积3 33万hm2陕西东雷提灌工程 8级311m 装机12万kW 其中二级站安装国内装机容量最大的离心泵 单机8000kW 扬程225m 宁夏固海扬水工程宁夏盐环定扬水工程山西夹马口提水工程 2 跨流域调水泵站 东线调水工程从长江下游扬州附近抽引长江水 利用和扩建京杭大运河逐级提水北送 经洪泽湖 骆马湖 南四湖和东平湖 在位山附近穿过黄河后可自流 经位临运河 南运河到天津 输水主干线长1150km 其中黄河以南660km 黄河以北490km 全线最高处东平湖蓄水位与抽江水位之差为40m 共建13个梯级泵站 总扬程65m 东线工程的供水范围是黄淮海平原东部地区 包括苏北 皖北 山东 河北黑龙港和运东地区 天津市等 主要任务是供水 并兼有航运 防洪 除涝等综合利用效益 江苏江水北调工程向北调水能力为 抽江400m3 s 年抽江水量约33亿m3 可送水到南四湖30m3 s 水量2 4亿m3 抽水泵站装机容量14万kW 东线调水工程在此基础上 逐步扩大调水规模并向北延伸 工程规划的总规模为抽江流量1000m3 s 年供水量186亿m3 其中过黄河400m3 s 90亿m3 抽水泵站总装机容量为88万kW 年平均用电量35亿kW h 南水北调工程 中线调水工程从汉江丹江口水库引水 输水总干渠自陶岔渠首闸起 沿伏牛山和太行山山前平原 京广铁路西侧 跨江 淮 黄 海四大流域 自流输水到北京 天津 输水总干渠长1246km