HS大口径单级双吸泵在甘肃省景泰川电力提灌管理局 二期大型泵站更新改造项目

一、项目背景

景泰川电力提灌工程（简称景电工程）是一项高扬程、大流量、多梯级电力提水灌溉工程。位于甘肃省中部，河西走廊东端，省城兰州以北180km处；灌区东临黄河，北与腾格里沙漠接壤；是一个横跨甘蒙两省区的景泰、古浪、民勤、阿拉善左旗四县（旗），跨黄河、石羊河流域的大（2）型电力提灌水利工程。整个工程由景电一期工程、景电二期工程（简称二期工程）、景电二期延伸向民勤调水工程（简称民调工程）三部分组成，其中景电一期是一个独立的供水系统，景电二期和民勤调水工程共用一个提水系统。整个景电工程设计提水流量28.56立方米/秒，加大流量33立方米/秒，兴建泵站43座，装机容量270MW，最高扬程713m，设计年提水量4.75亿立方米。建成干、支、斗渠1391条，长2422km。灌区总面积1496平方公里，总土地面积197万亩，宜农地面积142.40万亩，控制灌溉面积100万亩。灌区干旱、少雨、风沙多，属于干旱型大陆性气候；灌区范围内地表径流和地下水都极度匮乏，灌溉水源来自从黄河提水。

二、排水难题

泵站水泵存在的主要问题：

1、建设年代早，运行时间长，设计标准低，配套设置差；

2、机电设备超龄服役、带病运行、老化严重，且多为淘汰产品，耗能高、效率低；

3、河流泥沙含量高、危害大，不仅造成淤积、取水困难，而且对泵的磨蚀严重，水泵过流件使用年限短，运行费用高；

三、解决方案

通过和现场业主方、设计院、中国灌溉排水发展中心多次沟通，我公司为该项目业主提供了一套完整的解决方案。

1、对双吸泵内流场的三维数值模拟、流动分析及水力优化

通过CFD技术对泵内流场进行数值模拟，分析泵内复杂的流动特性，准确快速的找出双吸泵设计中的关键问题，采用“数值模拟—修改流道几何参数和形状—数值模拟”的多次循环，解决双吸泵内部流动特性的分析方法，从而获得高效的水力模型。

2、抗磨损设计

①、采用低转速、低包角的设计方法，叶轮外径的圆周速度u2控制在40m/s以内；

②、减小叶轮口环直径，改善口环处的磨损；

③、口环等间隙密封，采用防护抗磨措施，密封间隙长度适当增长；    

④、泵体密封环外圆设置两道O形圈避免泵壳高低压腔之间串水导致的磨损；

⑤、叶轮采用叶片交替加载与V形交错形式，减小叶轮出口部分与蜗壳侧面的磨损。

3、过流部件材质选择

黄河水的主要特点工况复杂，含泥砂量大，运行一段时间后，会导致泵过流部件磨损严重，造成泵运行效率明显下降，耗电量增加，这就要求水泵过流部件的材质具有良好的抗磨蚀和冲刷性能。

通过对黄河水流工况的分析，结合公司所积累工程实践经验，泵过流部件材质选择如下：

①、泵壳：采用耐磨球墨铸铁QT500-7，并对壳体壁厚加厚至40mm；

②、叶轮：双相不锈钢DIN1.4460

③、泵体密封环：双相不锈钢DIN1.4462

④、轴套：采用3Cr13耐磨不锈钢并作表面淬火处理；

4、抗磨防护喷涂技术

泵壳内流道喷涂聚氨酯橡胶涂层，提高泵壳抗冲刷能力。

四、设备参数

五、应用效果

1、相对国内其它厂家，效率提高约2%；

2、泵站综合运行效率提高约8%左右，能源单耗降低约0.75～0.85kWh/kt.m；

3、泵的叶轮及密封环的累计使用寿命≥12000h；