长轴深井泵机组效率的影响因素分析

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1、第32卷第1期水电能源科学Vol．32No．12014年1月WaterＲesourcesandPowerJan．2014文章编号:1000-7709(2014)01-0165-04长轴深井泵机组效率的影响因素分析田胜海(重庆市自来水有限公司，重庆400013)摘要:为了提高长轴深井泵的机组效率，在重庆市某大型长轴深井泵站改造的基础上，开展了生产性试验研究，以长轴深井泵机组为研究对象，进行了出厂与场地对比测试、影响因素变化前后场地对比测试等，探讨了转速、中间轴承材料等因素对机组效率的影响。结果表明，转速与中间轴承材料的选择可改变泵头效率与泵轴摩擦

2、损失，进而影响机组效率，因此综合多种因素合理选择转速与中间轴承材料、减少轴的机械摩擦损失及合理确定选泵高效段范围是提高长轴深井泵机组效率、节约能耗的重要措施。关键词:长轴深井泵;机组效率;影响因素;转速;中间轴承材料中图分类号:S277．92;TH311文献标志码:B陵江边，深井直径为7m，井深为39．75m，提升原1引言水至处理水池。深井内有4台水泵，3用1备，单3台水泵额定流量0．417m/s，额定扬程45m，高3长轴深井泵机组包括电机与泵座、扬水管与效段最大允许流量0．556m/s，有效汽蚀余量传动系统、泵头三个部分，其中传动系统包括泵轴

3、NNPSHA＜9m。扬水管内径523mm，净面积0.1962(泵轴的长度根据工作井的深度确定)、中间径向m。水泵的推力轴承采用锡基巴氏合金推力瓦，轴承，泵头包括导流壳与叶轮。采用立式安装方允许负载为18MPa。泵轴长37m，采用螺纹连接式将长轴深井泵安装在深井内，泵头位于井下。并设内套管防护。配套电机额定电压6kV，功率由于机组在运行时叶轮部件位于井下，电机及日320kW，B级绝缘，IP23防护。水泵运行转速980常维护部件位于地面，并通过泵轴驱动叶轮，具有r/min。泵轴的直径为85mm，中间径向轴承采用占地小、工程投资低、运行安全等优点，因

4、此被广十纵向沟水润滑橡胶轴承，润滑水量为20L/泛应用于自来水厂取水、电站排水等领域。但该min，密封水压力为0．4MPa。类水泵普遍存在机组效率低下、实际的场地运行为了保证正常生产，仅拆除1台原有水泵，在效率与出厂测试效率差别较大等问题。如重庆市拆除位置安装试验水泵，并在试验水泵的上部出主城区取水工程存在26台长轴深井泵，其中22水弯座(高程为196．00m水泵平台)处设置压力台机组的场地效率低于69．5%，低于出厂机组效表，在进水池前的出水管路上设置超声波流量计。率的值在9．5%以上。近年来，对泵头效率已有生产性试验的具体布置见图1。［1］

5、一些研究，而对机组效率的研究却鲜见报道。2．2试验方案为了提高长轴深井泵的机组效率，本文结合重庆(1)第一次试验(试验时间为2011-03-30～市某大型长轴深井泵站生产改造的实际，进行了2011-06-30，测试时间为2011-06-30)。保持试验生产性试验，分析了长轴深井泵机组效率的影响水泵的额定流量、扬程、中间径向轴承形式与原有因素，旨在节约取水电耗、促进节能减排。水泵相同，同时配套电机的额定电压、绝缘等级、防护级别保持不变。将试验水泵的高效段调整至2生产性试验大于额定流量一侧，使1年内的76%运行时段处2．1试验装置于高效段;转速改为

6、1480r/min，并减少泵头的用于生产性试验的深井位于重庆市主城区嘉叶轮级数至1级;配套电机功率降为280kW，推收稿日期:2013-05-10，修回日期:2013-11-16基金项目:国家“十一五”水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07424-004-05)作者简介:田胜海(1970-)，男，高级工程师、硕士，研究方向为给水泵与泵站，E-mail:1274436210@qq．com·166·水电能源科学2014年式中，ηe为机组效率;ηp为泵头的效率，是指泵头的输出与输入功率之比，不含扬水管水头损失与传动损失;ηm为电机效率;Hp

7、为泵头出口的水头(包含压力水头与速度水头)，m;hc为扬水管水头损失，m;hb为水泵进水滤网与出水弯头水头损失，m;Pp为泵头的轴功率，kW;Pm为轴的机械摩擦损失(与水泵转速、泵轴直径、泵轴长度有关)，kW;Pt为推力轴承摩擦损失，kW。式(1)反映了影响机组效率的全部因素，由图1生产性试验长轴深井泵布置图(单位:m)于ηm、hb、hc、Pt在额定工况与特定安装条件下对Fig．1Layoutoffield-testfordeepwellturbinepump机组效率的变化影响较小，因此η、P为影响机pm力轴承改为SKF止推轴承，泵轴直径调整为

8、100组效率的主要因素，而转速变化与中间轴承材料mm，连接方式改为卡环连接，并设外径为159mm的选择直接影响ηp与Pm。的内套管进行防护。3．1转速