三峡工程中潜污泵的结构设计及试验研究.docxVIP

三峡工程中潜污泵的结构设计及试验研究斌1张克危2陈(11 蓝深制泵集团 , 江苏南京 210007 ; 21 华中科技大学 , 湖北武汉 430074)摘 要 : 介绍了潜水排污泵在长江三峡工程中的应用以及为满足特定的工况 , 对该泵所进行的结构改进和试验研究 。关键词 : 潜水排污泵; 结构 ; 三峡工程中图分类号 : TH38文献标识码 : AResearch and Structural Design on the Immersible Se wage Pump in the Three Gorge ProjectChen Bin Zhang KeweiAbstract : The application of submersible motor sewage pump in the Three Gorge Project on Yangzi River is introduced. Research and improvement on its structural design for this pump to meet specific operation requirements is discussed.Key words : immersible sewage pump ; structure ;the three gorge project1泵运行环境的要求能提出了更高的要求 。(2) 考虑到江水的泥沙含量 、泥沙的成分和硬 度 , 泵的过流部件必须有足够的耐磨性 。( 3) 检修排水泵并不经常运行 , 集水井内的泥 沙有足够的时间沉积 , 所以电机必须具有很高的 堵转转矩 , 以使泵叶轮在被泥沙掩埋以后还能够 顺利启动 。用户另外还要求该泵能够在电压波动- 15 %～ + 15 %时正常工作 , 这就进一步增加了 电机设计的难度 。(4) 要求连续潜水时间不小于 3 年 , 整套设备 使用寿命不小于 10 年 , 产品必须具有很高的可靠 性 。潜水排污泵在长江三峡工程中 , 主要用于永久船闸排水系统 。永久船闸排水系统包括输水廊 道工作阀门检修排水 、闸室检修排水 、渗漏排水廊道排水和凹槽排水系统 4 个部分 。其中以阀门检修排水系统的泵最具代表性 , 设计院对排污泵的 运行条件提出了极为特殊的要求[1 ] 。输水阀门检 修排水共设 24 个检修排水泵房 , 集水井最大高差9516m , 排 污 泵 最 大 扬 程 100m , 最 大 潜 水 深 度95m , 扬程最大变幅 8811m 。显然 、以上扬程参数和扬程变幅已经大大超 出了现有的潜水排污泵产品的适用范围 , 对泵的 水力设计提出了新的挑战 。关于高扬程排污泵的水力设计问题 , 参见文献[ 2 ] 。除水力参数外 , 三峡工程还对泵的设计提出 新的要求 。如 :(1) 潜水深度要求已经大大超过目前国内产 品系列标准中规定的 10m 的范围 , 在国际范围内也未能检索到潜水深度超过 40m 的排污泵 。潜 水深度指标对潜水电机的耐压 、防渗漏 、密封等性2结构设计难点为满足三峡工程对潜水排污泵的特殊要求 ,必须对泵的结构设计进行研究并作出改进 。(1) 电机的电磁设计 。为了在电压偏低和叶 轮被泥沙掩埋或者被污物缠扰的条件下顺利启 动 , 必须提高电机的启动转矩 ( 要求 212 倍额定 转矩) 。同时 , 由于要求电机长期 ( 3 年) 在深水收稿日期 :2002 —06 —03试验研究Vol . 30 ,No . 11 ,2002FLUID MACHINERY5( 近 100m) 下工作 , 除加强防渗漏措施外电机的绝缘必须予以特殊考虑 。(2) 壳体在高压下防毛细渗漏设计 。为了保 证泵能够长期 (3 年) 连续在深水 ( 100m) 条件下运 行 , 克服壳体在高压下的毛细渗漏问题显得尤为 重要 。(3) 高可靠性静密封的设计 。对于潜水泵而 言 , 配合面止口密封一直是个关键 , 密封一旦失效 , 水立即就会进入电机 , 对整机的安全造成危 害 。确保在 100m 的潜入深度下静密封高度可靠 是又一个需要研究的课题 。(4) 动密封高可靠性设计 。机械密封是潜污 泵动密封的唯一形式 , 但对于轴径为 080mm 以上的轴 , 既承受高压又防泥沙磨损 , 要求机械密封具 有高可靠性 。( 5) 过流部件耐磨设计 。江底的泥沙 , 硬度极 高 , 大部分颗粒细小 , 实地考察后发现细沙均有棱角 。三峡船闸检修用泵 , 开机并不频繁 , 江底泥沙 有足够的沉淀时间 , 形成淤积后对叶轮等过流部 件的影响极大 。(6) 电缆密封 。电缆密封在整个机组密封系 统中极其重要 。特别是当水压达到 1MPa 以上时 , 常规