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普通潜水泵改造成抽沙潜水泵 马连生 (中国水利水电第五工程局有限公司海外事业部,四川成都610066) 摘要:在国际工程施工中,进行技术改造、把现成的普通潜水泵技术改造成为抽沙潜水泵,作者根据自己参与苏丹麦洛维大坝成功抽采尼罗河底的48万m3河沙的实践和相关资料,就以上问题进行讨论,不足之处,请大家提出宝贵意见。 关键词:国际工程施工;潜水泵改造成为抽沙潜水泵;安装;运行;维护 问题的提出 苏丹麦洛维黏土心墙坝和左右岸土堤的原设计断面中有48万立米的级配细沙(粒径小于2mm)作为反滤料(2区料)。按设计要求,反滤料需要从尼罗河底部开采;心墙坝所需要的过渡料(3区料)是由附近天然冲沟内的沙料经过筛分冲洗加工出来的。前期经过勘探发现冲沟内的天然沙料较细,在生产过渡料时多余的细沙经过级配调整可以作为反滤料,坚固性试验、有机质试验等指标检验也满足要求。 经过和业主的多轮谈判,在技术上不存在任何问题的情况下,业主坚持让我方按招标文件的要求从尼罗河中抽沙。 由于从国内采购抽沙泵需要3~4个月的周期,改造现场原来用于基坑排水,后期不再使用的两种潜水泵作为抽沙泵显得十分迫切,这样既能节约资金又争取了施工时间。 普通潜水泵技术改造成为抽沙潜水泵的分析 2.1潜水泵体的材料和结构及技术改造的措施 普通潜水泵和抽沙泵相比,技术参数和使用性能存在很大的不同,为此,必须对其性能进行技术改造。具体办法如下: 普通潜水泵外壳和水泵叶轮不是耐磨材料,耐磨性差 解决措施:利用大流量泵(截流后基坑排水时曾使用,后期不再使用)来降低沙子和水的混合浓度,从而提高使用期限。我们使用的潜水泵流量800m3/h;功率55kW;扬程15m的潜水泵。同时从国内订购高合金耐磨材料的水泵叶轮。实际使用抽采14000m3沙子更换叶轮;抽取50000m3沙子更换泵壳。 增加普通潜水泵搅拌轮装置技术改造 为了能将沉淀于水底的河沙搅拌成湍流抽取出来,潜水抽沙泵上安装有搅拌轮。具体解决方案是:在潜水泵下面安装一水力搅拌装置。该装置利用扬程45m;流量140m3;功率30kW的深井泵,用其高压水冲击潜水泵附近沉积的河沙并使其翻腾起来,将潜水泵放置到搅拌轮上面。同时在潜水泵底周边加装用铁板焊接的聚拢护罩(见整体结构安装照片),确保泵口的吸力。高压水流冲射装置的制作示意见图1。 3---喷射管; 4---法兰; 5---喷射管。 2---格栅; 1---钢管; 图解:沿用深井水泵出水口径的尺寸选用钢管制作,如我们用直径100mm的钢管,按照水泵底盘的直径计算装置的内直径,分8段焊接(1),同时焊接一段引水管并用法兰盘(4)与深井水泵管道相连,用直径25mm的铁管做八个导向喷射管(3)使其喷射出来高压水流,高压水流的冲击力使沉积的河沙翻腾起来,用钢筋焊接栅格(2)阻止大的石头等杂物,这样潜水泵吸力吸走水和沙的混合液体,到达水面分离出沙子,普通的潜水泵就可以叫做抽沙潜水泵了。 图1高压水流冲射装置的制作示意图: 2.2抽沙潜水泵与工作面垂直的解决方案 改造后的抽沙装置安装抽沙船上,抽出来的沙堆积在抽沙船上并及时运走,但在抽沙过程中,抽沙泵底部必须朝下才能抽到沙子,而且随着泵体的不断下沉,必须保持抽沙泵与抽沙船的垂直关系。为此我们设计加工了一个活动连接法兰,安装在泵体附近,随着深度的增加,利用抽沙潜水泵自身的重力,两根泵管之间可以发生转动。确保在采沙生产过程中抽沙潜水泵始终保持与工作面垂直,这样就满足了潜水泵的安装规范要求。活动连接法兰制作示意见图2。 3---焊接于大口径钢管的法兰盘; 1---小口径的钢管;2:盘根压盘; 4---大小钢管的间隙来填充盘根; 5---焊接大钢管内壁的环形挡圈; 6---焊接在小钢管外壁的环形挡圈; 7---大口径的钢管。 图解:截取一段潜水泵出口直径尺寸相同的钢管(7),一段焊接法兰(3);内壁焊接一个用车床加工的环形挡圈(5),截取一段能套进大口径钢管的小口径钢管(1),一端焊接用车床加工的环形挡圈(6),将口径小的钢管套进大钢管,【在计算车床加工环形挡圈(5、6)直径尺寸的时候要留有间隙量,保证活动连接法兰灵活的转动。】在两根钢管的间隙(4)填充离心清水泵使用的盘根,用一个法兰盘做盘根压盘(2),用螺栓与法兰盘(3)压紧盘根起到密封的作用。 图2活动连接法兰制作示意图 2.3抽沙潜水泵整体的安装结构图解 活动连接法兰:利用重力转动,确保泵体始终向下,使泵体始终与工作面垂直。 高压水喷射装置:不同的导向喷头,使得河沙翻腾起来。 聚拢护罩:挡住水泵周边的进口,增加了水泵底的吸力。 较高压力水入管:高压水的冲力使沉淀的河沙翻腾起来。 图3抽沙潜水泵整体的安装结构图解 抽沙潜水泵工作时额定工作电流的分系及解决措施 潜水泵入水工作电