长轴深井泵机组效率的影响因素分析.pdf

第32卷第1期水电能源科学Vol．32No．1
2014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
台水泵额定流量0．417m3/s，额定扬程45m，高
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0．556m3/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扬水管内径，净面积
、NNPSHA＜9m。523mm0.196
(泵轴的长度根据工作井的深度确定)、中间径向m2。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。
［］
一些研究1，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:[e-mail]
·166·水电能源科学2014年

式中，为机组效率;为泵头的效率，是指泵头
ηeηp
的输出与输入功率之比，不含扬水管水头损失与
传动损失;为电机效率;为泵头出口的水头
ηmHp
(包含压力水头与速度水头)，;为扬水管水头
mhc
损失，;为水泵进水滤网与出水弯头水头损
mhb
失，;为泵头的轴功率，;为轴的机械摩
mPpkWPm
擦损失(与水泵转速、泵轴直径、泵轴长度有关)，
;为推力轴承摩擦损失，
kWPtkW。
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)于在额定工况与特定安装条件下对
ηm、hb、hc、Pt
Fig．1Layoutoffield-testfordeepwellturbinepump机组效率的变化影响较小，因此为影响机
ηp、Pm
力轴承改为SKF止推轴承，泵轴直径调整为1