鋼板焊接葉輪在槐扒黃河提水泵站中的應(yīng)用

□□□杜克勤

（1河南科源水利建設(shè)工程檢測(cè)有限公司；2三門峽市水資源管理處）

鋼板焊接葉輪在槐扒黃河提水泵站中的應(yīng)用

□蘇 陽1□劉艷萍2□杜克勤2

（1河南科源水利建設(shè)工程檢測(cè)有限公司；2三門峽市水資源管理處）

鋼板焊接葉輪適合黃河含沙水質(zhì)工況，具有良好抗氣蝕、耐磨蝕性，效率高，使用壽命長(zhǎng)，可修復(fù)性強(qiáng)，性價(jià)比比較好，在黃河堤灌工程中具有一定的推廣價(jià)值。文章結(jié)合三門峽市槐扒黃河提水工程為例，探討了鋼板焊接葉輪的優(yōu)點(diǎn)及其在提水泵站中的具體應(yīng)用。

水泵；葉輪；材料；鋼板

0 前言

三門峽市槐扒黃河提水工程（以下簡(jiǎn)稱槐扒工程）是河南省提水揚(yáng)程最高的供水工程，槐扒工程提水總規(guī)模為7 m3/s，一期工程提水3 m3/s。分四級(jí)提水，總提水揚(yáng)程359 m，設(shè)計(jì)輸水干線總長(zhǎng)29.87 km。由于提水揚(yáng)程高，運(yùn)行成本大，在未全成本計(jì)收的情況下，現(xiàn)行供水價(jià)格已達(dá)到3.10元/m3。如何降低供水成本，提高運(yùn)行效率，是當(dāng)前工程運(yùn)行管理的首要任務(wù)。為此系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造工作，首先在泵站引入鋼板焊接葉輪技術(shù)，提高水泵運(yùn)行效能，取得了一定成效。

1 問題的提出

槐扒工程為多級(jí)串聯(lián)泵站，一級(jí)泵站配置水泵為600S75型雙吸式離心泵（流量l m3/s，揚(yáng)程75m，轉(zhuǎn)速97 O r／min，軸功率730 kW），一級(jí)站由于直接從黃河取水，考慮泥沙含量的影響（取水含沙量＜50 kg/m3），葉輪材質(zhì)選用球墨鑄鐵，運(yùn)行時(shí)間要求達(dá)到6 000 h。二-四級(jí)泵站配置水泵為600S100型雙吸式離心泵（流量l m3/s，揚(yáng)程100 m，轉(zhuǎn)速97 r／min，軸功率1 360 kw），由于經(jīng)過沉沙池沉淀，取水含沙量＜l kg／m3。葉輪材質(zhì)選用灰口鑄鐵，運(yùn)行時(shí)間要求達(dá)到4 000 h。

泵站于1999年完工，2001年開始供水，供水量為1萬m3/d，到2012年逐步達(dá)到4萬m3/d?；铱阼T鐵葉輪累計(jì)運(yùn)行3 000 h左右，葉輪進(jìn)水邊發(fā)生大面積穿孔，葉輪出水邊縮短，流面形成溝槽，出水邊呈不規(guī)則鋸齒狀，葉輪口環(huán)密封部表面表面沿徑向磨蝕3 mm，表面呈蜂窩麻面狀，導(dǎo)致水泵流量、效率下降，水泵運(yùn)行低效?，F(xiàn)需要安裝一種具有較好抗汽蝕耐磨蝕性、效率高、使用壽命長(zhǎng)、葉片汽蝕磨蝕破壞后可修復(fù)再生使用、性價(jià)比好的葉輪。

2 材料的對(duì)比性試驗(yàn)與選擇

經(jīng)過對(duì)沿黃提水泵站考察發(fā)現(xiàn)，水泵葉輪材質(zhì)分為鑄鐵、鋼板、不透鋼幾種，為了提高葉輪表面的抗汽蝕耐磨蝕性能，還采取了化學(xué)噴涂技術(shù)，如環(huán)氧樹脂金鋼砂材料等。但綜合比較，不透鋼葉輪造價(jià)高，鋼板葉輪最為適中。

鋼板焊接葉輪使用壽命較長(zhǎng)，能延長(zhǎng)至20 000 h左右和鑄鐵材料相比，新的葉輪材料具有良好抗汽蝕耐磨蝕性外，還應(yīng)具有良好的機(jī)械加工性能，工藝簡(jiǎn)單便于操作，相比之下生產(chǎn)成本較為便宜。參照泵的設(shè)計(jì)方面的有關(guān)資料，以具有代表性的灰口鑄鐵，和A3鋼板作為對(duì)比，A3鋼板具有良好的抗汽蝕耐磨蝕性能，這種材料屬于軋制態(tài)，金相組織細(xì)密，沖擊韌性好，耐疲勞，并且這種材料的可焊性和機(jī)加工性能良好，是制造黃河含砂水質(zhì)工況下單級(jí)雙吸離心泵葉輪的較為理想材料。

3 鋼板焊接葉輪的優(yōu)點(diǎn)

由于選用了A3鋼板，葉輪的毛坯生產(chǎn)工藝將由傳統(tǒng)的鑄造工藝轉(zhuǎn)變?yōu)楹附庸に?。鋼板焊接葉輪的設(shè)計(jì)由水力設(shè)計(jì)和制造結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)兩部分組成。鋼板焊接葉輪的修復(fù)簡(jiǎn)單易行，其方法是：用J422型結(jié)構(gòu)鋼焊條補(bǔ)焊已損壞的葉片和口環(huán)部位；磨削補(bǔ)焊后的流道表面至設(shè)計(jì)要求的水力形線和表面粗糙度；車削校正補(bǔ)焊后的口環(huán)部位和葉片外圓，恢復(fù)至設(shè)計(jì)要求的線性尺寸、形位尺寸和表面精度，按要求做到平衡校驗(yàn)。

4 鋼板焊接葉輪的性價(jià)比評(píng)價(jià)

經(jīng)詢價(jià)600 s 100鋼板葉輪11 000元／套；600 s70鋼板葉輪9 800元／套；如果灰口鑄鐵葉輪使用壽命按5 000 h計(jì)算，球墨鑄鐵葉輪使用壽命按8 000 h計(jì)算，鋼板焊接葉輪使用壽命按20 000 h計(jì)算，鋼板焊接葉輪的使用壽命是灰口鑄鐵葉輪的4倍，是球墨鑄鐵葉輪的2.50倍。而鋼板焊接葉輪的造價(jià)僅為灰口鑄鐵葉輪造價(jià)的1.40～1.50倍，是球墨鑄鐵葉輪造價(jià)的1.30～1.40倍，鋼板焊接葉輪的修復(fù)成本是其造價(jià)的1/10左右。由此可知，鋼板焊接葉輪的性價(jià)比較好。

5 節(jié)能降耗數(shù)據(jù)對(duì)比

槐扒工程提水泵站葉輪更新改造為鋼板葉輪后，跟同期鑄鐵葉輪相比，增加了提水流量，減少了調(diào)節(jié)機(jī)組開機(jī)次數(shù)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了設(shè)備損耗。經(jīng)計(jì)算綜合節(jié)能在2.50%左右（具體數(shù)字對(duì)比見表1）。

表1 鋼制葉輪改造前后提水耗電量對(duì)照表（度/m3）

（編輯：劉長(zhǎng)垠 韋詩(shī)佳）

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