#trs_autoadd_1228372722828 { margin-top: 0px; font-size: 12pt; margin-bottom: 0px; line-height: 1.5; font-family: 宋体 } #trs_autoadd_1228372722828 p { margin-top: 0px; font-size: 12pt; margin-bottom: 0px; line-height: 1.5; font-family: 宋体 } #trs_autoadd_1228372722828 td { margin-top: 0px; font-size: 12pt; margin-bottom: 0px; line-height: 1.5; font-family: 宋体 } #trs_autoadd_1228372722828 div { margin-top: 0px; font-size: 12pt; margin-bottom: 0px; line-height: 1.5; font-family: 宋体 } #trs_autoadd_1228372722828 li { margin-top: 0px; font-size: 12pt; margin-bottom: 0px; line-height: 1.5; font-family: 宋体 } /**---json-- {"":{"line-height":"1.5","font-family":"宋体","font-size":"12pt","margin-top":"0","margin-bottom":"0"},"p":{"line-height":"1.5","font-family":"宋体","font-size":"12pt","margin-top":"0","margin-bottom":"0"},"td":{"line-height":"1.5","font-family":"宋体","font-size":"12pt","margin-top":"0","margin-bottom":"0"},"div":{"line-height":"1.5","font-family":"宋体","font-size":"12pt","margin-top":"0","margin-bottom":"0"},"li":{"line-height":"1.5","font-family":"宋体","font-size":"12pt","margin-top":"0","margin-bottom":"0"}} --**/

摘要：惠南庄泵站是南水北调中线工程总干渠唯一的一座大型加压泵站, 是北京段实现管涵加压输水的关键控制性工程, 也是中线工程的标志性建筑。泵站为大（Ⅰ）型一等工程, 单机容量大, 特征参数变幅大, 机组采用变频调速运行, 调速范围大, 运行工况复杂, 技术难度高。结合工程特点着重对大型、高扬程水泵机组的选型及运行匹配等主要技术问题进行分析研究。

 

关键词：南水北调 泵站 水泵机组 变频调速 运行匹配

 

1 工程概况

 

南水北调中线工程北京段采用全线管涵加压输水方式, 渠首设计流量50m3/s, 加大流量60m3/s。渠首至惠南庄泵站段采用暗渠明流输水至泵站前池,经由惠南庄泵站加压输水至大宁调压池, 沿线设房山、燕化、良乡、长辛店4处分水口, 调压池之后采用重力流低压输水方式, 将水送入团城湖。

 

惠南庄泵站工程为Ⅰ级建筑物, 规模按60m3/s流量设计, 泵站至大宁调压池输水管线长度57.1km(包括工程隧洞的长度), 管道采用2排dn4000pccp预应力钢筒混凝土压力管, 管内设计流速2.39m/s, 扬程62m。根据南水北调中线全线总体调度方案, 不同时段输水流量变化幅度较大, 要求加压泵站满足20—60m3/s间各种流量工况运行。流量调节采用单双管供水转换、水泵台数匹配及变频调速运行调节流量相结合的方式。

 

2 泵站特点

 

泵站规模属大（Ⅰ）型泵站, 装机台数为8台离心泵, 6工2备, 单位机配套功率7.5mw, 总装机容量60mw。泵站供水特点如下:

 

(1)泵站供水量q≤20m3/s, 采用自流供水,q＞20m3/s时采用水泵加压供水。

 

(2)泵站输水流量变幅大(20—60m3/s), 需要水泵调节运行, 调节范围大。

 

(3)泵站起点至终点地形高程差小, 几何扬程小,水泵的扬程主要取决于压力管道输水的水力损失。

 

(4)管涵加压段共设4处分水口, 双管同时分流(共分流14m3/s), 使干管流量减少, 系统扬程降低约8m;用单管分流, 系统扬程降低约15m。

 

根据泵站特点选定水泵变频调速运行方式, 水泵机组配置大功率变频装置, 泵站的设计和机电设备配置要着眼于国内外的先进技术和设备。

 

国内大型高扬程水泵可借鉴的资料少, 且大型高扬程泵站水泵变频调速幅度在国内外没有可借鉴的类似工程, 为确保泵站工程运行安全可靠、高效节能,需进行多项专题研究。

 

3 泵型选择与比转速

 

该泵站水泵为大流量高扬程泵, 泵型可选立式离心泵、卧式双吸离心泵、立式混流泵3种泵型。为确保水泵长期无汽蚀、高效稳定运行, 水泵的比转速选择至关重要, 选择比转速的高低直接反映机组综合性能的好坏。

 

3.1 比转速选择

 

水泵参数的选择直接关系到泵站的先进性、经济性和可靠性, 是泵站设计的重要一环。比转速ns和汽蚀比转速c表征水泵综合特性参数及综合特性水平。

比转速ns反映了叶轮的尺寸形状、过流能力和效率性能。ns越低, 流道损失大, 效率低。提高比转速可提高机组转速和效率, 减少机组尺寸, 减轻机组重量, 降低泵造价。但转速的提高受泵房挖深、机组设计制造、强度、振动、空化等因素的影响。根据该泵站流量、扬程参数, 离心泵选择相对较高的比转速ns在120—200范围。参照iec60193“水轮机、蓄能泵及水泵模型验收试验国际规程” 进行了比转速139(159),196(224),261的水力模型研究, 在变频调速范围内, 不同比转速的水力模型的性能指标差距较大,