黄河工程中先进的泵(附图)

2010-05-30 12:12:25 来源:41899阀门网 作者:41899阀门网
阀门网导读:速火焰喷涂耐磨损WC材料     表1:泵站设备     表2:河中沙子的平均含量(kg/m3)          为需要水的地区供水并不总是那么简单易行的,华北地区山西省的供水也不例外。其中的困难之一是要将水从黄河中通过5个泵站提升到630米。每年连续10个月24小时(7300小时)运行,需要尽可能地保护泵不受磨损。荏原(Ebara)公司接受了山西王家寨黄河段工...


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    图1. 泵站和管道示意图
    图2. 立式离心涡轮泵
    图3. 叶轮外表面使用高速火焰喷涂耐磨损WC材料
    表1:泵站设备
    表2:河中沙子的平均含量(kg/m3)
    
    为需要水的地区供水并不总是那么简单易行的,华北地区山西省的供水也不例外。其中的困难之一是要将水从黄河中通过5个泵站提升到630米。每年连续10个月24小时(7300小时)运行,需要尽可能地保护泵不受磨损。荏原(Ebara)公司接受了山西王家寨黄河段工程的挑战。
    
    山西省位于中国的中北部,一般降水较少,70%的面积被山陵、平原和沙丘覆盖,降雨不容易收集。每年的人均供水量为整个中国的17%,低至世界平均水平的3%。山西省省会太原的钢铁和石化产业都依赖地下水,但是所需水量只有一半可用。在这种长期短缺的情况下,山西王家寨黄河段工程于1993年开始,被称作“生命线工程”。
    水从建于黄河中间90米高的王家寨大坝中抽取。整个工程完工时每年可从大坝向太原和大同市供应12亿吨的水,这大约占黄河水量的3%。
    图1为泵站和管道的示意图。五个泵站中有三个建在大坝到支流的主干线上,另外两个建在南面的干线上。五个安装好的泵站用于向目的地供水,以便克服管道间630米的巨大高度差。泵站设施归纳于表1中。
    安装的泵是立式离心涡轮泵(图2和图3)。螺旋涡壳由焊接的钢板制成。尽管尺寸很大,整个泵完全暴露而不是嵌在混凝土地板内,涡壳和支撑环使用螺栓固定,这样元件就可以拆卸下来进行每年一次的磨损维护。
    这些泵是全世界扬程最高、流量最大的单级泵之一。除了高效率和高吸入性能,这些泵还必须具有足够的水力性能抵抗黄河水的沙粒侵蚀,黄河水中的沙粒含量很高。
    这些泵具有几种性能使其非常适合于这种应用,包括:
    ◆ 螺旋涡壳完全暴露。
    ◆ 涡壳和支撑环(扩散器)使用螺栓固定
    ◆ 叶轮连接到泵的斜轴上,可以在每年一次的维修过程中方便元件的拆卸。
    ◆ 叶轮使用三种硬质饰面处理,以抵抗磨损。
    ◆ 涡壳的创新可以防止设备由于夏天和冬天的温差造成的膨胀和收缩问题。
    ◆ 涡壳支架上安装有推力轴承,可以承受水作用于涡壳上最大6300 kN的推力。
    这些立式泵的螺旋外壳完全暴露,通过螺栓固定在支撑叶轮上。这种具有大流量的液压机械从来没有以这种方式使用过。
    安装过程中使用了两种液压模式:一种用于高扬程泵,另一种用于低扬程泵。叶轮使用反转设计和CFD(计算机流体动力学)方法重新设计。这种方法优化了叶轮的几何形状,通过指定性能目标满足所需性能,例如流速和总扬程。
    泵的性能水平在客户见证下进行30天的测试后得到证实。黄河水处理过程中最严重的问题是河水中所含黄沙的磨损。这些粒子平均直径为25 μm,比通常的沙粒小得多,并且不容易沉淀。河中的沙子含量在夏末秋初特别高,在这种恶劣环境下,泵的叶轮和涡轮叶片在穿孔之前最长运转10年,最短几个月。
    在8月和9月的洪水季节,沙子含量极高,泵不会运转。它们每年连续10个月24小时运转(7300小时),需要尽可能的防止磨损。这10个月内发生的磨损将在两个月的停转期间进行维修。
    荏原公司使用耐磨损的WC材料处理叶轮的外表面(图3)。叶轮上会接触到水的任何部位都需要进一步的耐磨损处理。叶轮关闭,也就是说内部区域使用主套管和内套管封闭形成一个封闭的通道,内部区域的喷涂是非常困难的。为此,荏原公司开发了一种新的紧凑型弧形喷枪,可以喷涂叶轮的整个内表面。新开发的喷枪使用一个模拟叶轮通道的模型进行了操作试验,结果证明可以形成一层坚固的喷涂涂层。同时,WC合金的喷雾和熔融物成功地涂覆到足够多的部位,使其具有磨损和气蚀耐受性。这样的工作在工厂还有现场维修过程中都需要。
    
    后记
    1999年1月,荏原公司接到了该工程的一个订单,然后,很多工程客户被邀请来进行了长达8个月的深入详细的讨论和咨询。2006年5月,荏原公司为世界上最大的泵站之一供应了大型的耐磨损、高流量泵。当水开始流入黄河的支流时,人们觉得经历的所有痛苦都是值得的。山西王家寨黄河段工程第一阶段的建造已经完成。


来源:http://www.41899.com/jishu/bengzhishi/4260.html



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