周安瀾
(安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院有限公司,安徽 合肥 230000)
泵是輸送液體或使液體增壓的機(jī)械,它將外部能量比如原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳送給液體,使液體的能量增加從而實(shí)現(xiàn)提升液體的功能。農(nóng)村灌溉用泵站一般建于河道、渠道等水系邊,單個(gè)泵站涉及灌溉范圍不會(huì)超過所在村莊大小,設(shè)計(jì)灌溉面積小導(dǎo)致灌溉泵站流量低,以及灌溉提水凈揚(yáng)程基本為水面至農(nóng)田高程差,故灌溉揚(yáng)程不會(huì)太高。
適用于該種工況的泵型有很多,由于灌溉泵站揚(yáng)程不高,故高揚(yáng)程的離心泵不適用于灌溉泵站,隨著我國工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,目前市場(chǎng)上很多泵型可以適用于農(nóng)村灌溉。其中QW型潛水泵、HW型混流泵和ZB型自吸泵為應(yīng)用最廣泛的幾種泵型。下面結(jié)合工程實(shí)例介紹3種泵型在灌溉工況下的運(yùn)行情況以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
QW系列潛水泵是在傳統(tǒng)的泵-電動(dòng)機(jī)機(jī)組的基礎(chǔ)上改造的同軸一體化設(shè)備,由干式潛水電機(jī)和污水泵組成,電機(jī)與泵頭之間有油室分隔開,可長(zhǎng)期浸入水中運(yùn)行,其葉輪采用了大通道式結(jié)構(gòu),可以通過水泵進(jìn)水口口徑約50%大小的固體顆粒。其安裝方式有自動(dòng)耦合式安裝、固定底座式安裝和移動(dòng)式安裝。
安徽省蕪湖市某中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程4座灌溉泵站建設(shè)中使用了4臺(tái)套250QW型潛水泵,單臺(tái)流量600立方米/小時(shí),揚(yáng)程5米,單機(jī)功率15千瓦,采用了自耦式安裝;安徽省宿州市某區(qū)2021年高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目1座灌溉泵站建設(shè)中使用了2臺(tái)套150QW型潛水泵,單臺(tái)流量190立方米/小時(shí),揚(yáng)程5米,單機(jī)功率4千瓦,采用了自耦式安裝。通過2處工程運(yùn)行管理實(shí)際情況發(fā)現(xiàn),QW型潛水泵具有運(yùn)行穩(wěn)定、對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求低等優(yōu)點(diǎn),由于采用自耦式安裝,QW型潛水泵在維護(hù)或不使用時(shí)可以通過自耦桿提出水面,對(duì)泵站運(yùn)行管理帶來了便利;QW型潛水泵安裝高程需在最低運(yùn)行水位以下,所以泵房施工過程中開挖深度較深,且由于潛水泵密封性較好,如遇到嚴(yán)重故障需返廠檢修。
HW型泵為單級(jí)、單吸、臥式蝸殼式混流泵,由泵蓋、泵體、葉輪、軸套、軸、軸承體部件等組成,適用于輸送清水或物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的其他液體,廣泛地運(yùn)用于農(nóng)田灌溉、城鎮(zhèn)給排水和工業(yè)給排水等多種場(chǎng)合。在啟動(dòng)HW型臥式蝸殼混流泵前,必須先進(jìn)行水泵泵體以及吸水管路中空氣的排除,使吸水管與水泵處于充滿水的狀態(tài),充水方式有真空引水和自灌式引水兩種,故HW型混流泵泵體頂部開有螺紋孔用于啟泵前灌水,或者用于連接真空泵抽真空管。
安徽省六安市某中小河流治理工程中10座抗旱站采用了6臺(tái)套200HW型臥式蝸殼混流泵(單臺(tái)流量360立方米/小時(shí),揚(yáng)程8米,單機(jī)功率11千瓦)和14臺(tái)套150HW型臥式蝸殼混流泵(單臺(tái)流量180立方米/小時(shí),揚(yáng)程6米,單機(jī)功率5.5千瓦);安徽省滁州市某中小河流治理工程中7座抗旱站采用了7臺(tái)套150HW型臥式蝸殼混流泵,單臺(tái)流量180立方米/小時(shí),揚(yáng)程5米,單機(jī)功率4千瓦。上述2處工程均已發(fā)揮農(nóng)業(yè)灌溉效益,HW型臥式蝸殼混流泵由于安裝高程位于水面以上,泵房一般采用干式結(jié)構(gòu),故具有安裝檢修方便、廠房無需深度開挖等優(yōu)點(diǎn),但由于開泵前需進(jìn)行閉閥抽真空,在運(yùn)行操作上較為復(fù)雜,且閥件、真空引水設(shè)備均需要空間布置,故廠房占地面積較大。
ZB型自吸泵是一種自吸式離心泵,泵按配套動(dòng)力機(jī)類型可以分為柴油機(jī)配套自吸泵、汽油機(jī)配套自吸泵和電動(dòng)機(jī)配套自吸泵,按實(shí)現(xiàn)自吸功能的結(jié)構(gòu)可以分為外混式、內(nèi)混式、水環(huán)輪式、噴射式以及其他型式。ZB型自吸泵其獨(dú)特的自吸結(jié)構(gòu)使水泵運(yùn)行前無需進(jìn)行灌水或真空引水操作。
安徽省宿州市某區(qū)2020年高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目中配套43臺(tái)套該泵用于農(nóng)田灌溉,采用型號(hào)為80ZB自吸泵,單臺(tái)流量50立方米/小時(shí),揚(yáng)程8米,單機(jī)功率2.2千瓦;安徽省亳州市某縣2021年高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目中配套了15臺(tái)套該泵用于農(nóng)田灌溉,采用型號(hào)為125ZB自吸泵,單臺(tái)流量100立方米/小時(shí),揚(yáng)程12.5米,單機(jī)功率5.5千瓦。該泵型可配套電動(dòng)機(jī),也可以配套柴油機(jī)和汽油機(jī),故安裝型式既可以配合土建結(jié)構(gòu)安裝固定使用,也可獨(dú)立移動(dòng)式安裝使用,其優(yōu)點(diǎn)在于可以自吸引水,無需抽真空或安裝底閥,節(jié)省了泵房空間,且其安裝高程位于水面以上,干式泵房使其操作方便、易于維護(hù)且占地面積較小,其缺點(diǎn)不便于自動(dòng)化,管理原始,且由于特殊的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其水泵效率稍低于其他泵型。
通過結(jié)合工程實(shí)例,分析了QW型潛水泵、HW型混流泵和ZB型自吸泵3種不同泵型各自的優(yōu)缺點(diǎn)??偟膩碚f,在管理?xiàng)l件受限的情況下,使用QW型潛水泵或HW型混流泵可方便管理且運(yùn)行穩(wěn)定高效;在地質(zhì)原因?qū)е麻_挖施工困難的情況下,使用HW型混流泵或ZB型自吸泵可以降低開挖深度,降低投資;在臨時(shí)灌溉的情況下,使用ZB型自吸泵配套柴油、汽油機(jī)或QW型潛水泵移動(dòng)安裝較為適中。結(jié)合不同的環(huán)境條件選用合適的泵型對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能起到很好的改善。