自吸泵在电厂补给水取水工程的应用范文

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【摘要】电厂补给水泵通常采用卧式离心泵或立式长轴离心泵，但采用这类水泵时，泵房埋地深度较深，土建工程费用较高，而且遇到较弱的地质条件时，施工困难。论文提出采用自吸泵高位取水的方案，降低了泵房埋地深度，通过工程实例验证了在长吸水水平管条件下采用自吸泵方案的可行性，降低了土建投资费用及施工难度，为类似工程提供经验和依据。

【关键词】自吸泵；叠片压缩机同步自吸泵；长吸水水平管；补给水泵房

1概述

火电厂补给水取水工程的功能是利用取水构筑物聚集原水，经补给水泵加压输送至净水站净化处理后作为电厂的补充水。本文以某电厂为实例，提出电厂补给水取水工程采用自吸泵的设计方案，对各种类型自吸泵结构的特点及性能进行分析，提出适合应用于长吸水水平管的自吸泵类型，并对工程实施过程出现的问题提出解决措施。

2补给水取水方式选择

从河道取水的方式通常包括通过引水管自水源引水的河床式取水、不设置引水管直接将泵房建在岸边的敞开式取水以及泵船取水等。孟加拉国某燃气电厂循环水系统采用机力通风冷却塔二次循环供水系统，电厂补给水取自厂址附近河道，河道宽约210m，河床平缓，深水槽离岸约40m，河道两岸及河床为超过20m厚的粉细砂土层，河道主要水文特征参数为：0.1%校核洪水位：8.95m；1%设计洪水位：8.29m；97%保证率设计低水位：0.4m；99%保证率低水位：0.2m。从河床地形及地质条件分析，敞开式取水和泵船取水均不合适，只能采取设置引水管自河道深水槽引水至泵房的河床式取水方案，但高地下水水位及深厚的粉细砂土层对埋地深度达14m的泵房及水平引水管的施工带来了极大的困难，施工过程必须进行基坑支护，其基坑支护的费用远远超过泵房土建本身的费用，通常在这种地质情况下，为了避免基坑开挖支护，泵房可以采用沉井施工方案[1]，但本工程地质条件较弱，需进行桩基处理，增加了沉井施工的难度，而且当地土建施工队伍不具备沉井施工能力。

3自吸泵选型自吸泵按作用原理

分为以下几类：（1）气液混合式；（2）水环轮式；（3）射流式；（4）叠片压缩机同步自吸泵。前3种自吸泵泵体均由吸入室、储液室、涡卷室、回液孔、气液分离室等组成，泵正常起动后，叶轮将吸入室所存的液体及吸入管路中的空气一起吸入，并在叶轮内得以完全混合，在离心力的作用下，液体夹带着气体向涡卷室外缘流动，在叶轮的外缘上形成有一定厚度的白色泡沫带及高速旋转液环。气液混合体通过扩散管进入气液分离室。此时，由于流速突然降低，较轻的气体从混合气液中被分离出来，气体通过泵体吐口继续上升排出。脱气后的液体回到储液室，并由回流孔再次进入叶轮，与叶轮内部从吸入管路中吸入的气体再次混合，在高速旋转的叶轮作用下，又流向叶轮外缘，随着这个过程周而复始地进行下去，吸入管路中的空气不断减少，直到吸尽气体，完成自吸过程，泵便投入正常工作，该类型水泵是直接利用水泵电机转动进行排气完成自吸。

4水泵安装高度的确定

泵房内的地坪标高取决于水泵的安装高度，因此，正确计算水泵的最大允许安装高度，使水泵既能安全供水又节省土建造价，具有重要的意义。

5实施过程遇到的问题及解决方案

整个吸水管路在水泵的泵壳顶为最高点，因此，自吸泵排气接点设置在泵壳顶，为了保证吸水水平管道内空气全部被排出，吸水水平管道应设置一定的坡度，本工程吸水水平管坡度按0.5%设置，水泵在调试过程中发现启动困难，流体检测室内高音叉物位传感器检测到水位满足启动要求，启动后又很快出现故障停泵，经检查发现吸水水平管道存在高低起伏，没有形成统一的坡度。经分析为在施工期间由于天气和地质原因，在管道安装结束后沟槽回填前，由于雨季降雨导致管道沟槽两侧土塌方直接进入管道沟槽内将管道填埋，施工方未重新开挖清除塌方，并对管道基础夯实施工，在回填土及上部施工车辆荷载的作用下引起管道局部起伏不平，致使吸水水平管道内积气无法从泵壳顶部排出。考虑到吸水管顶覆土厚约4m、长约40m，当地已进入雨季，重新开挖对管道基础进行处理难度大、费用高，而且电厂机组已准备进入全面调试阶段，工期上也不允许。经分析，只要避免吸水水平管道起伏部分积气即能正常运行，改造方案为通过在吸水水平管道起点设置倒U型弯管，抬高起点高度，并使倒U型弯管顶标高与泵壳顶平（最高不应超过流体检测室低位音叉感应器标高），改造后，吸水水平管道形成两端高中间低的U型连通管，这样可以保证吸水水平管内不再积气，同时，在倒U型弯管顶接一排气管与流体检测室出口的排气管道相连接，以保证叠片压缩机工作抽气排空泵体内空气的同时也排空吸水水平管内的空气。经改造后，顺利实现了水泵即开泵即出水无人值守自动运行。经现场试验，在倒U型管顶增设一大小头后再与排气管道连接效果更好。

6结语

经工程实践证明，自吸泵应用于电厂补给水取水工程是可靠安全的，对于长吸水水平管的取水工程采用自吸泵具有土建工程投资费用低、泵房运行维护方便等优点，但在水泵选型时，应避免直接利用水泵电机转动进行排气完成自吸的水泵，否则因排气时间过长导致水泵长时间处于基本空载运行状况容易损坏设备，从水泵效率、自吸高度及运行维护方面考虑，建议选用叠片压缩机同步自吸泵。吸水水平管设计坡度建议取1%以上，条件允许建议取2%以确保管路空气能排干净。水泵进出管道上设置的柔性接头应考虑真空作用工况，泵出口柔性接头建议安装于止回阀的下游避免受真空作用影响。

【参考文献】

【1】上海市政设计研究院.给水排水设计手册第3册城镇给水（第二版）[K].北京:中国建筑工业出版社,2003.

作者：方常芳 单位：中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司