浅谈扬黄灌溉工程提高水泵高效运行的方法
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第２６卷第９期
２０１０年５月
甘肃科技
Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ＫＩｆ．２６ Ｍａｒ， Ⅳ０．９
２ＯｌＯ
浅谈扬黄灌溉工程提高水泵高效运行的方法
高术人
（甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃景泰７３０４００）
摘要：水泵高效运行是多方面因素共同作用的结果，任何一个因素出现问题，都将影响水泵的使用效率。要运用
科学的管理手段，不断分析、研究和解决生产实际中反映出来的影响水泵高效运行的各种因素，才能实现高效、低
耗、节能的目标，并达到节约维修成本，提高经济效益的目的。
关键词：扬黄灌溉工程；水泵；高效运行
中图分类号：ＴＶ６７２．３
水泵是扬黄灌溉工程的核心设备，水泵能否高 效运行是影响水泵装置效率的决定性因素之一。水 泵高效运行的含义包括以下三方面的内容：一是水 泵在额定工况（额定扬程、额定流量）下运行，效率 较高。二是水泵在一个运行周期中，总是在效率最 高点附近运行，处在高效区。三是水泵的叶轮、泵体 密封环、轴套等过流零部件具有良好的抗汽蚀抗磨 蚀性能，使用寿命长，检修周期长，检修成本低。确 保水泵高效运行，应围绕以上内容从以下几个方面 着手，探讨有效地方法和途径。 ｌ 科学维护保养，提高水泵效率 从理论上讲，水泵的效率由机械效率、容积效 率、水利效率三部分组成，即 ＝ｒｌｍｒｌｖ＇ｑｈ，每一部 分效率的变化都将导致水泵效率的升降。提高水泵 效率，应降低机械损失、容积损失、水利损失，提高机 械效率、容积效率、水利效率。 １．１提高水泵机械效率 提高水泵的机械效率，必须减小水泵的机械损 失。水泵的机械损失包括：填料密封装置的摩擦损 失、叶轮前后盖板表面与液体之间的圆盘摩擦损失、 轴承的摩擦损失等三部分。三部分中主要是填料密 封装置的摩擦损失和叶轮前后盖板表面与液体之间 的圆盘摩擦损失。 １．２提高水泵的容积效率 提高水泵的容积效率，必须减小水泵的容积损 失。水泵的容积损失包括：口环（泵体密封环与叶 轮口环之间）间隙泄露（内泄漏）损失，填料函泄漏 （外泄漏）损失两部分。对于大流量水泵而言，主要 是口环间隙泄漏损失。是引起水泵容积效率下降的 主要因素，实践证明这也是引起水泵效率下降的根 本因素。泵体密封环与叶轮口环之问轴向配合长度
也是影响泄漏损失的因素之一，在允许的情况下，应
考虑增大此值，以减小泄漏损失水量。因此，应严格
控制口环间隙值及轴向配合长度值，以减少泄漏损
失，提高容积效率。
１．３提高水泵的水力效率
提高水泵的水力效率，必须减小水泵的水力损
失。水泵的水力损失是水流通过水泵时水力的摩擦
损失（沿程损失）和水力冲击、脱流、速度方向及大
小变化等引起的损失（局部损失）。当水泵的运行
工况点发生偏移或者叶轮叶片冲角和安放角不够合
理时，不仅引起水力损失增加，还会诱发汽蚀，加剧
叶轮破坏。因此，应优化水泵的工况点设计，通过实
验，找出合理的叶轮叶片冲角和安放角，减小水力损
失，提高水力效率。
２加强水泵管理，使水泵运行在高效
区
水泵在额定工况下运行，效率最高。对于额定
工况点而言，实际扬程的升降，会引起效率的下降。
由于前池水位的变化，会导致工况点的偏移。前池
水位降低，会导致水泵实际净扬程增大，流量下降、
效率下降。因此，应尽可能使水泵保持在前池加大
水位至设计水位之间运行，使水泵运行在高效区。
黄河含砂水质这一特殊工况也是严重影响水泵
高效经济运行的因素之一。高含砂水质改变了水力
流态，增大了水泵的实际扬程，造成了水泵实际工况
点的偏移，流量效率下降，加剧水泵流道及过流部件
的汽蚀磨蚀。据测算，清水期运行的叶轮使用寿命是
洪水期的四倍以上。因此，应避开高含砂水质工况运
行。按设计一般含砂量以６５ｋｇ／ｍ 以下运行为宜。
７６ 甘肃科技 第２６卷
３优化运行方案，优先运行大流量水
泵
表１是景电工程部分泵站水泵技术性能统计
表。从表１中可以看出，在同一额定扬程的工况下，
小流量水泵的转速明显高于大流量水泵。在同一时 间段内运行，小流量水泵过流部件的转数大于大流 量水泵，由于汽蚀磨蚀的作用，其寿命就低于大流量 水泵，缩短了检修周期，增加了检修的材料及工作 量。而且，大流量水泵由同步电动机拖动，其功率因 数和效率都较高。因此，对于设置了不同流量泵型 的泵站，应优先运行大流量水泵，用小流量水泵调节 泵站级间流量。用大流量水泵取代多台并联运行的 小水泵，以优化运行方案，提高泵站提水效率。 表１ 景电工程部分泵站水泵技术性能统计 ４优化泵装置设计，优先选用倒灌式 方案 从泵站运行的角度考虑，选用倒灌式（负吸程） 方案是较为理想的。实践证明，有正吸程的泵站虽 然装机高程满足允许汽蚀余量ＮＰＳＨｒ的要求，但由 于水泵内存在负压，运行中水泵容易从填料密封装 置中吸人空气，恶化了水泵的运行工况，引起水泵实 际流量和效率下降，造成泵站频繁停机抽真空排气； 运行效率不高，也不经济。有正吸程的泵站，由于水 泵出口控制阀门的磨损，密封失效，还会造成抽真空 困难，严重时，无法开机上水。 ５ 采用新技术、新工艺，降低运行维护 成本 水泵运行不仅要效率高，也要考虑延长高效运 行的时间，延长检修周期，降低检修成本，达到经济 高效运行。多年来的实践总结，为水泵高效经济运 行提供了以下有益的经验。 ５．１材料的优选 景电管理局与兰州理工大学联合完成的《金属 材料抗汽蚀抗磨蚀性能试验》表明，在水泵运行 ５０００ｈ时，灰口铸铁材质的泵体密封环延径向的平 均磨蚀量为５ｍｍ。而镶装钢板材料的泵体密封环 延径向的平均磨蚀量仅为０．４ｍｍ，仅为灰口铸铁材 质的泵体密封环磨蚀量的８％。这一工艺以其成本
低廉的优势。实践证明，轧钢钢材的抗汽蚀抗磨蚀
性能明显优于铸造态材料，而且价格相差不大，是用
于制造水泵叶轮、泵体密封环等过流部件较为理想
的材料。
景电管理局与兰州理工大学联合完成的（２４Ｓｈ
一
１９型双吸式离心泵钢板焊接叶轮试验》试验样品
使用寿命长达２．１万ｈ，而同样工况下运行的灰口
铸铁叶轮使用寿命仅为５０００ｈ左右，钢板焊接叶轮
使用寿命是灰口铸铁叶轮的四倍，而且，效率也提高
了１．２％。钢板焊接叶轮还具有良好的焊接修复性
能。目前，钢板焊接叶轮以其良好的价格性能比广
泛应用于景电工程２４ｓｈ一１９、２４ｓｈ一９、３２ｓｈ一９、
１２００ｓ３２、１２００ｓ５６等型号的大型双吸式离心泵上。
５．２优化水力设计
叶轮的水力形线决定着水泵的技术性能和叶轮
的使用寿命。景电工程结合泵站的运行实际，与兰
州理工大学合作，对１２００ｓ５６（３２）型双吸式离心泵
进行了多次的实验总结，找出了较为理想的叶轮叶
片冲角和安放角，优化了叶轮水力设计，从而，进一
步改善了叶轮水力流态，减少了水力冲击和汽蚀源，
降低了水力损失，提高了效率。
５．３优化加工工艺
改进生产工艺，提高叶轮表面精度，降低表面粗
糙度。铸造工艺生产时的叶轮采用铸造质量较高的
树脂砂造型生产叶轮毛胚；焊接工艺生产的叶轮按
技术要求严格控制焊缝表面质量，必要时进行磨削，
以提高叶轮前后盖板表面的加工精度，降低表面粗
糙度，提高机械效率。
参考文献：
［１］ 叶荣茂，吴维冈，高景艳．铸造工艺课程设计手册
［Ｍ］．哈尔滨工业大学，２００８．
［２］关醒凡．现代泵设计手册［Ｍ］．北京：宇航出版社，
１９９５．
［３］ 提高黄河水系用泵叶轮使用寿命的技术研究报告
［Ｒ］．甘肃工业大学、景电管理局，１９９８．
［４］赵万勇．大型泵叶轮抗汽蚀性能的改善［Ｊ］．流体机
械，１９９８，２６（９）．
