二灘水電站大壩及水墊塘滲漏排水泵換型改造及其應用

謝林+邵建林+王鄖中

摘 要：二灘水電站大壩及水墊塘滲漏集水井共設置有九臺滲漏排水泵，如何迅速排出大壩及水墊塘的滲漏水，提高滲漏排水泵安全穩定運行可靠性，對二灘水電站大壩及水墊塘安全運行具有重要的意義。本文主要介紹大壩及水墊塘滲漏排水泵換型改造目的及其應用效果，對各類排水系統的設計或改造在水泵的選型上具有重要的借鑒意義。

關鍵詞：二灘 大壩 水墊塘 滲漏排水泵 改造

1.引言

二灘水電站在投運初期，大壩滲漏集水井設置有3臺井用長軸深井泵，水墊塘滲漏集水井設置有6臺井用長軸深井泵，其型號均為300JC/S210-10.5×8，主要用于大壩及水墊塘的滲漏排水。本文將從大壩及水墊塘滲漏排水泵運行狀況及改造的意義入手，對排水系統運行穩定性進行優化。

2.原滲漏排水深井泵介紹

原二灘水電站大壩及水墊塘滲漏排水深井泵為封閉式井用長軸深井泵，自1998年6月安裝投運。壩體、水墊塘滲漏深井泵長期運行在潮濕環境中，管件等銹蝕較為嚴重。出廠設計中，深井泵的揚水管聯接方式采用細牙螺紋（M217×2）聯管器聯接。由于輸送介質是水，并且設備長期運行在潮濕環境中，使得細牙螺紋因銹蝕而難以拆卸，為此，后期又設計一對帶內螺紋的特殊法蘭聯管器取代原有的聯管器，將上下兩根揚水管用法蘭聯接方式聯接起來。而傳動長軸的軸承及軸承支架安裝于揚水管內，因此，法蘭連接的施工質量直接影響傳動長軸軸線的平直度、決定泵組運行的平穩度。

由于井用長軸深井泵運行時泵組及管件劇烈振動，惡化了泵組及管件的運行環境，加上橡膠材質老化等原因，橡膠軸承及支架存在碎裂的隱患。從2010年開始，多次發生井用長軸深井泵橡膠軸承支架碎裂、脫落后卡死水泵葉輪的設備故障，使強迫退出運行，因無法正常排出大壩及水墊塘的滲漏水，造成極大的安全隱患，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

3.深井泵改造的選型及應用效果

為減少和預防由于設備老化、運行環境差等因素所導致的設備故障，提高滲漏排水泵工作的可靠性及穩定性，同時，也為減輕設備維護的工作量。對此，二灘水電站通過充分的調研及設備選型，自2012年開始，分批次將壩體、水墊塘共9臺深井泵全部改為潛水泵。

3.1選型改造的實施

通過調研及選型，并結合現場水泵工作電源的電壓等級、揚程、排水流量、電機功率等綜合因素，此次改造選用水泵與電機為一體化設計的井用潛水泵代替原有的井用長軸深井泵。相關對比參數見表1。

改造的整體方案為：拆除原有的井用長軸深井泵，以原深井泵的井臺為基礎，在井臺上加裝鋼板，并制作潛水泵支架體，鋼板上端面與支架體底部均保持水平；保留原有井用長軸深井泵的揚水管，并制作彎頭將揚水管垂直段與水平段相連；取消揚水管內部軸承支架、傳動軸、橡膠軸承，揚水管僅作為傳輸水流介質用；將原深井泵更換為井用潛水泵，潛水泵整體懸吊安裝于集水井中，泵體出水口通過變徑段揚水管與原垂直段相連，且潛水泵電機位于水泵取水口以下。改造前后設備布置示意圖如圖5所示。

換型改造關鍵技術要點：

（1）此次改造主要將排水泵機械部分進行換型，涉及的壩體與水墊塘滲漏排水泵控制系統未進行同步改造，新安裝的井用潛水泵運行控制方式、運行水位均與原深井泵運行控制方式、運行水位相同，改造前，需充分校核控制系統停泵水位的高程，通過調整垂直段揚水管長度來滿足井用潛水泵正常工作的水位要求。

（2）井用潛水泵電機為封閉式絕緣電機，且長期位于水面以下，電機運行期間，定子線圈溫度較高，做好電機的扇熱，對電機長期穩定、可靠運行起著至關重要的作用。為提高電機扇熱效率，在潛水泵電機外殼加裝有導流罩，水泵在工作期間，水流通過電機外殼，帶走電機熱量后方可到達水泵進水口，從而實現對電機的冷卻作用，大大降低了潛水泵電機的溫度，提高的電機的使用壽命。

3.2選型改造的應用效果

滲漏排水泵換型改造完成后，通過多次測量水泵排水流量、水平段揚水管出口水壓、工作電流等參數進行校驗，改造的井用潛水泵完全滿足滲漏排水的需求（原井用長軸深井泵排水流量為210m3/h、出口壓力為0.1MPa）。其相關試驗參數如表2所示。

4.結語

二灘水電站壩體及水墊塘滲漏排水泵換型改造后，井用潛水泵工作穩定，全面滿足迅速排出大壩及水墊塘的滲漏水的需求，提高了滲漏排水泵安全穩定運行的可靠性，對二灘水電站大壩及水墊塘安全運行具有重要的意義。同時，井用潛水泵又具有免維護性能，平均工作壽命可達20～30年之久，既減輕日常維護的工作量，又大大地節約了檢修維護的人力、物力成本。此次設備的換型改造應用，對各類排水系統的設計或改造在水泵的選型上具有重要的借鑒意義。endprint