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【摘要】電廠補給水泵通常采用臥式離心泵或立式長軸離心泵，但采用這類水泵時，泵房埋地深度較深，土建工程費用較高，而且遇到較弱的地質條件時，施工困難。論文提出采用自吸泵高位取水的方案，降低了泵房埋地深度，通過工程實例驗證了在長吸水水平管條件下采用自吸泵方案的可行性，降低了土建投資費用及施工難度，為類似工程提供經驗和依據。

【關鍵詞】自吸泵；疊片壓縮機同步自吸泵；長吸水水平管；補給水泵房

1概述

火電廠補給水取水工程的功能是利用取水構筑物聚集原水，經補給水泵加壓輸送至凈水站凈化處理后作為電廠的補充水。本文以某電廠為實例，提出電廠補給水取水工程采用自吸泵的設計方案，對各種類型自吸泵結構的特點及性能進行分析，提出適合應用于長吸水水平管的自吸泵類型，并對工程實施過程出現的問題提出解決措施。

2補給水取水方式選擇

從河道取水的方式通常包括通過引水管自水源引水的河床式取水、不設置引水管直接將泵房建在岸邊的敞開式取水以及泵船取水等。孟加拉國某燃氣電廠循環水系統采用機力通風冷卻塔二次循環供水系統，電廠補給水取自廠址附近河道，河道寬約210m，河床平緩，深水槽離岸約40m，河道兩岸及河床為超過20m厚的粉細砂土層，河道主要水文特征參數為：0.1%校核洪水位：8.95m；1%設計洪水位：8.29m；97%保證率設計低水位：0.4m；99%保證率低水位：0.2m。從河床地形及地質條件分析，敞開式取水和泵船取水均不合適，只能采取設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細砂土層對埋地深度達14m的泵房及水平引水管的施工帶來了極大的困難，施工過程必須進行基坑支護，其基坑支護的費用遠遠超過泵房土建本身的費用，通常在這種地質情況下，為了避免基坑開挖支護，泵房可以采用沉井施工方案[1]，但本工程地質條件較弱，需進行樁基處理，增加了沉井施工的難度，而且當地土建施工隊伍不具備沉井施工能力。

3自吸泵選型自吸泵按作用原理

分為以下幾類：（1）氣液混合式；（2）水環輪式；（3）射流式；（4）疊片壓縮機同步自吸泵。前3種自吸泵泵體均由吸入室、儲液室、渦卷室、回液孔、氣液分離室等組成，泵正常起動后，葉輪將吸入室所存的液體及吸入管路中的空氣一起吸入，并在葉輪內得以完全混合，在離心力的作用下，液體夾帶著氣體向渦卷室外緣流動，在葉輪的外緣上形成有一定厚度的白色泡沫帶及高速旋轉液環。氣液混合體通過擴散管進入氣液分離室。此時，由于流速突然降低，較輕的氣體從混合氣液中被分離出來，氣體通過泵體吐口繼續上升排出。脫氣后的液體回到儲液室，并由回流孔再次進入葉輪，與葉輪內部從吸入管路中吸入的氣體再次混合，在高速旋轉的葉輪作用下，又流向葉輪外緣，隨著這個過程周而復始地進行下去，吸入管路中的空氣不斷減少，直到吸盡氣體，完成自吸過程，泵便投入正常工作，該類型水泵是直接利用水泵電機轉動進行排氣完成自吸。

4水泵安裝高度的確定

泵房內的地坪標高取決于水泵的安裝高度，因此，正確計算水泵的最大允許安裝高度，使水泵既能安全供水又節省土建造價，具有重要的意義。

5實施過程遇到的問題及解決方案

整個吸水管路在水泵的泵殼頂為最高點，因此，自吸泵排氣接點設置在泵殼頂，為了保證吸水水平管道內空氣全部被排出，吸水水平管道應設置一定的坡度，本工程吸水水平管坡度按0.5%設置，水泵在調試過程中發現啟動困難，流體檢測室內高音叉物位傳感器檢測到水位滿足啟動要求，啟動后又很快出現故障停泵，經檢查發現吸水水平管道存在高低起伏，沒有形成統一的坡度。經分析為在施工期間由于天氣和地質原因，在管道安裝結束后溝槽回填前，由于雨季降雨導致管道溝槽兩側土塌方直接進入管道溝槽內將管道填埋，施工方未重新開挖清除塌方，并對管道基礎夯實施工，在回填土及上部施工車輛荷載的作用下引起管道局部起伏不平，致使吸水水平管道內積氣無法從泵殼頂部排出。考慮到吸水管頂覆土厚約4m、長約40m，當地已進入雨季，重新開挖對管道基礎進行處理難度大、費用高，而且電廠機組已準備進入全面調試階段，工期上也不允許。經分析，只要避免吸水水平管道起伏部分積氣即能正常運行，改造方案為通過在吸水水平管道起點設置倒U型彎管，抬高起點高度，并使倒U型彎管頂標高與泵殼頂平（最高不應超過流體檢測室低位音叉感應器標高），改造后，吸水水平管道形成兩端高中間低的U型連通管，這樣可以保證吸水水平管內不再積氣，同時，在倒U型彎管頂接一排氣管與流體檢測室出口的排氣管道相連接，以保證疊片壓縮機工作抽氣排空泵體內空氣的同時也排空吸水水平管內的空氣。經改造后，順利實現了水泵即開泵即出水無人值守自動運行。經現場試驗，在倒U型管頂增設一大小頭后再與排氣管道連接效果更好。

6結語

經工程實踐證明，自吸泵應用于電廠補給水取水工程是可靠安全的，對于長吸水水平管的取水工程采用自吸泵具有土建工程投資費用低、泵房運行維護方便等優點，但在水泵選型時，應避免直接利用水泵電機轉動進行排氣完成自吸的水泵，否則因排氣時間過長導致水泵長時間處于基本空載運行狀況容易損壞設備，從水泵效率、自吸高度及運行維護方面考慮，建議選用疊片壓縮機同步自吸泵。吸水水平管設計坡度建議取1%以上，條件允許建議取2%以確保管路空氣能排干凈。水泵進出管道上設置的柔性接頭應考慮真空作用工況，泵出口柔性接頭建議安裝于止回閥的下游避免受真空作用影響。

【參考文獻】

【1】上海市政設計研究院.給水排水設計手冊第3冊城鎮給水（第二版）[K].北京:中國建筑工業出版社,2003.

作者：方常芳 單位：中國電建集團福建省電力勘測設計院有限公司