水輪泵原理、技術分析及運行管理

[摘要]文章概述了水輪泵原理、技術分析及水泵的運行管理。

[關鍵詞]水輪泵原理 技術 管理

一、前言

水輪泵是利用可再生水力能源為動力的提水機械、它實際上是由水輪機和水泵按一定的聯接方式和一定的內在規律組合成的。從動力產生到提水完結的全過程，基本上沒有中間能量多次轉換和傳遞的損耗。所以，在同等水能設計參數條件下，只要是合理地設計水輪泵，它應當比任何其它能量轉換型式的提水機械具有更高的效率。水輪泵是以灌溉農田為其主要目的的。但是，農田灌溉是有季節性的，據不完全統計，水輪泵年平均運行時間大約為2000h，其余時間的水能利用問題卻是需要巫待解決的一項課題。水輪泵動力輸出技術的研究幾乎與水輪泵誕生的同時就已開始，并做了大量研究，取得了一定的成果，但由于受傳統結構型式的限制，有一定的難度，問題比較棘手，至今仍未獲得滿意的結果。但在長期實踐中為了解決所存在著的技術難點，由水輪泵的結構型式衍生出了各種各樣的動力輸出的結構型式。本文就水輪泵動力輸出技術的若干問題進行了討論。

二、水輪泵原理簡述

水輪泵型式可按水輪機和水泵主軸聯接方式分：同軸型（單級同軸型和多級同軸型）和非同軸型（含有傳動裝置）。由水輪泵型式，水輪泵動力輸出型式也可按水輪機和水泵主軸聯接方式分：同軸型（單同軸型和多級同軸型）和非同軸型（含有傳動裝置）。水輪泵實際上是由水輪機和水泵按一定的聯接方式和一定的內在規律組合而成的。轉輪部分是其動力部分，它把水流的能量轉換成機械能，而葉輪部分則是其提水部分，它把由轉輪傳遞來的機械能又轉換成水流的能量，從而使一部分的水流揚升到預期的高度。水輪泵最大的優點是不用油、不耗電、無污染、在有分散水力資源的地方，直接利用就地提水，把開發水力能源和利用所開發的能源于提水的全過程，統一于一體之內。所以能源利用最為直接，基本上沒有中間能量的轉換與傳遞的損耗，效率可達55-75％以上。只要設計和運用得當，它是既開源又節流的提水機械。

三、技術分析

1.非同軸動力輸出型水輪泵

非同軸動力輸出型水輪泵機組實際上就是以水輪機作為原動機，變更不同的工作機械，達到既定或需要的技術功能參數，即：既可直聯水泵提水，直聯發電機發電；也可通過傳動裝置帶水泵提水，或通過傳動裝置帶發電機發電。這種機泵分離結構型式可以獨立組合成常規的水輪泵機組或水輪發電機組。顯然，這種組合型式是可行的，也是成熟的，并無其它更多的難點。其主要缺點是變換工作機械比較麻煩，不能快速切換。但是，目前常采用的仍是停機更換的辦法，或是變更工作機械用聯軸器直接聯接，或是用三角膠帶間接聯接。至于連接運行快速切換工況就要采用離合器結構，這樣勢必增加結構的復雜性和制作成本。盡管如此，這是水輪泵動力輸出的發展方向。

2.同軸動力輸出型水輪泵

長期習慣上稱謂的水輪泵，是指典型傳統結構型式的同軸型水輪泵，例如：高產牌系列和D系列水輪泵等等。至今仍占水輪泵保有量95％以上所以，解決該結構型式水輪泵動力輸出問題應為水輪泵動力輸出技術研究分析的重點，以期尋求可行的辦法，并予以推廣選用。

四、水泵的運行管理

1.水泵運行的要求

水泵運行的要求是安全可靠，低消耗，高效率。為了達到這個要求，在運行管理工作中必須采取以下幾項措施。（1）嚴格遵守安全操作規程，搞好運行值班工作。（2）定期執行水泵的檢修規程，經常仔細地維護檢查水泵的各個部件，發現缺陷及時處理，使它們處于良好的技術狀態。（3）按照水泵的特性，在運行中不斷地摸索并選定適用于該水泵運轉條件的最佳水位，使水泵經常在高效率范圍之內運行。（4）進行有關技術指標的觀測工作，如水泵出水量、軸功率、進、出水池水位、水源含沙量以及真空壓力讀數等，以便檢查分析水泵的工作狀態。

2.水泵運行前的準備與檢查

安裝完畢或經過檢修以及長期停運后的水泵，在運行前應作好下列各項準備與檢查工作，確信水泵各部件都處在正常的良好狀態下，方可開機運行。（1）按照安裝或檢修的質量標準，檢查驗收各項技術數據應符合規定要求。（2）值班運行常用的工具應準備齊全，并放在固定、明顯的地方，以便隨時取用。（3）清理抽水機組現場，擦去水泵外部的油泥、灰塵，傳動裝置附近不應放置其它物品。有皮帶輪的，輪上的油泥必須擦凈，以防傳動帶打滑甩轉或脫落。（4）檢查進水池吸水管的支撐是否穩定，欄污柵應完整無缺，并清除進水池內的雜物，以防開機后，雜物吸入泵體減少出水量或打壞水泵的部件。（5）檢查水泵、動力機的底腳螺栓是否擰緊，靠背輪與各個管道的連接法蘭螺栓有無松動掉落。離心式水泵的吸水管。（6）盤車檢查，用手轉動機組靠背輪或皮帶輪時，轉動松緊均勻，水泵不應卡死，否則應檢查填料壓蓋螺栓的松緊，有無其它摩擦卡住的地方以及泵體內是否進入異物。（7）檢查填料函內的盤根是否硬化變質，引入填料函內的潤滑水封管路有無堵塞。（8）檢查水泵軸承的潤滑油脂是否充足干凈，用機油潤滑的軸承，油位應正常。用黃油潤滑的軸承油量不能太多或太少，其用量以占軸承室體積的1／2～2／3為宜，在機組盤車轉動時，應傾聽軸承有無雜音，查看滑動軸承油環是否轉動帶油（9）出水活門與出水閘閥關閉應嚴密，并靈活可靠。開機前出水閘閥的位置是：離心式水泵應關閉，裝有出水閘闊的軸流泵應開啟。（10）檢查水泵各部分的冷卻管道是否水流通暢，冷卻管道上的截門是否靈活，裝有真空表、壓力表時，其表針指示應在“0”位。（11）對于新安裝的機組，在第一次啟裂對，務必檢查動力機旋轉的方向是否與水泵旋轉方向一致，特別是軸流泵機組必須判明動力機的旋轉方向與軸流泵的旋轉方向相符后，方可連接傳動裝置。