車載移動(dòng)排澇泵站現(xiàn)狀與發(fā)展研究

陽(yáng)建平，葛國(guó)華，王啟菊， 徐悅，李波 ，李志鵬

（湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院，湖南 長(zhǎng)沙 410007；2.長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410114）

我國(guó)在各地城市、農(nóng)村以及江河海地區(qū)修建有大量負(fù)責(zé)抗洪排澇的固定泵站，這些固定式泵站一般情況下均能滿足抗洪排澇的需要，但近年來(lái)，由于受極端天氣的影響，各地區(qū)重大洪澇災(zāi)害頻發(fā)，在遭遇極端降雨的情況下，固定泵站已經(jīng)不能滿足排澇需求，甚至部分固定泵站不能正常開機(jī)，使人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全受到威脅。險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)，常有時(shí)間緊急、人員不足、無(wú)應(yīng)急電源、無(wú)起吊工具等情況，而目前采用的防汛搶險(xiǎn)排澇措施無(wú)法達(dá)到快速、便捷且適應(yīng)防汛搶險(xiǎn)惡劣工作條件的要求，因此具有機(jī)動(dòng)性、靈活性的車載移動(dòng)排澇泵站應(yīng)運(yùn)而生。車載式移動(dòng)排澇泵站是采用專用車輛搭載柴油發(fā)電機(jī)組及其控制箱、移動(dòng)泵站、水帶、浮筒、卷?yè)P(yáng)機(jī)以及應(yīng)急照明系統(tǒng)等組成，其投資成本小、適用范圍廣、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)補(bǔ)充了國(guó)家抗洪排澇裝備的短板，具有戰(zhàn)略意義和重要發(fā)展前景。

1 國(guó)內(nèi)外車載移動(dòng)排澇泵站技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)狀況

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的車載移動(dòng)排澇泵站主要有半掛式和整車式，整車式又分為廂體固定式和帶臂移動(dòng)式。車載移動(dòng)排澇泵站采用的水泵有潛水泵、自吸泵、轉(zhuǎn)子泵等，也有選用潛水混流泵或自吸泵與潛水泵搭配方式移動(dòng)泵站。水泵型式的選擇直接關(guān)系到車載移動(dòng)泵站的排水效率、抗洪能力和適用范圍，如潛水泵操作簡(jiǎn)單、方便、適用范圍廣，但設(shè)備過(guò)于沉重，需配有直臂式隨車吊；自吸泵排水量大，但吸程低，且容易堵塞，為了提高其自吸能力一般配有真空泵輔助；轉(zhuǎn)子泵功能強(qiáng)大，但價(jià)格昂貴，多應(yīng)用于半掛式排水車。

由于在移動(dòng)泵站方面還沒(méi)有國(guó)家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我們暫且把可以方便移動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行抽水作業(yè)的設(shè)備統(tǒng)稱為移動(dòng)泵站機(jī)組，下面簡(jiǎn)單介紹目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的移動(dòng)泵站機(jī)組型式。

（1）半掛車或拖車式液壓驅(qū)動(dòng)型泵站。半掛車或拖車式移動(dòng)泵站由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓站、泵組及油管等組成，由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，使得液壓油泵中低壓油轉(zhuǎn)換為高壓油，再通過(guò)液壓控制閥塊和液壓管路至液壓馬達(dá)，以液壓馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)元件帶動(dòng)水泵葉輪做功。

（2）集裝分離式液壓驅(qū)動(dòng)型泵站。集裝分離式移動(dòng)泵站由動(dòng)力單元和泵組單元組成，動(dòng)力單元包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓站、高壓油泵、控制閥塊及油箱等部件，泵組單元包括水泵和液壓馬達(dá)，工作時(shí)液壓馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)元件帶動(dòng)水泵葉輪做功。

（3）排污泵式車載內(nèi)燃型泵站。排污泵式移動(dòng)泵站由柴油內(nèi)燃機(jī)、聯(lián)軸器和排污泵等組成，由車輛的柴油機(jī)供電給排污泵，不用設(shè)置其他設(shè)備配電，能節(jié)省車輛空間，因此移動(dòng)泵車基本設(shè)計(jì)為小底盤，能提高其靈活性和機(jī)動(dòng)性，常作用于道路較為狹窄地方。

（4）潛水泵式車載電力驅(qū)動(dòng)型泵站。潛水泵式移動(dòng)泵站由柴油發(fā)電機(jī)組、潛水泵、起吊設(shè)備和電力控制柜等設(shè)施組成，由發(fā)電機(jī)組為潛水泵供電。因帶有隨車起重機(jī)，故該種泵車體積較大，但可以根據(jù)發(fā)電機(jī)組功率大小配置潛水泵，保證排澇效率的最大化。

（5）自吸泵式車載電力驅(qū)動(dòng)型泵站。自吸泵式移動(dòng)泵站由柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組、自吸泵和真空輔助抽吸系統(tǒng)組成，由發(fā)電機(jī)組為水泵供電，當(dāng)自吸泵吸程不夠時(shí)可由真空泵輔助抽空引水。該移動(dòng)泵站操作方便快捷，只需搬動(dòng)安裝進(jìn)出水管，操作相應(yīng)閥門便可開始作業(yè)。

1.2 國(guó)外代表性車載移動(dòng)排澇泵站產(chǎn)品

（1）真空自吸泵式移動(dòng)泵站。該泵站由柴油發(fā)電機(jī)組、自吸泵、真空泵及其他輔助設(shè)備組成，柴油機(jī)通過(guò)變速箱驅(qū)動(dòng)自吸泵旋轉(zhuǎn)開始抽吸，并通過(guò)其前端的動(dòng)力輸出皮帶輪驅(qū)動(dòng)離合器旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到真空泵對(duì)自吸泵輔助抽真空作用，其整體機(jī)組用拖車移動(dòng)，目前單臺(tái)流量可以達(dá)1500m3/h。

（2）移動(dòng)式凸輪轉(zhuǎn)子泵車。該泵站由柴油發(fā)電機(jī)組、凸輪轉(zhuǎn)子泵、減速箱等其他設(shè)備組成，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪減速箱直聯(lián)水泵，該泵站具有使用壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕、可以固液氣混輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。整體機(jī)組移動(dòng)一般為拖車式或車載式，目前單臺(tái)流量達(dá)1350m3/h。

（3）美國(guó)MWI液壓驅(qū)動(dòng)移動(dòng)泵站。該泵站主要由柴油機(jī)、水泵、液壓馬達(dá)、液壓油泵、管路、油箱、散熱器、控制、電路及承載車體等組成，整體機(jī)組用拖車移動(dòng)，是國(guó)際上最早開發(fā)應(yīng)用的移動(dòng)泵技術(shù)產(chǎn)品，最大流量達(dá)9000m3/h。

2 車載移動(dòng)排澇泵站特點(diǎn)分析

車載移動(dòng)排澇泵站機(jī)動(dòng)靈活、便于操作、結(jié)構(gòu)緊湊。移動(dòng)泵站還可以通過(guò)遙控履帶底盤進(jìn)行無(wú)障礙行走，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，無(wú)須配備起吊裝置，緊急情況下可實(shí)現(xiàn)快速排澇。且搶險(xiǎn)設(shè)備安裝投運(yùn)僅需少數(shù)人員在短時(shí)間內(nèi)即可完成。汽車底盤設(shè)有封閉式車廂、中控休息室和車載設(shè)備，其布局合理，設(shè)計(jì)人性化。

車載移動(dòng)排澇泵站能適應(yīng)于惡劣工作條件的防汛搶險(xiǎn)。車載移動(dòng)排澇泵站便于運(yùn)輸，所有設(shè)備集成于泵車內(nèi)，整車寬度能達(dá)到2.5m及以下，適應(yīng)不同的道路寬度。如遇路面過(guò)窄、道路損壞等情況，也可化整為零將車上設(shè)備運(yùn)至搶險(xiǎn)地點(diǎn)。且泵車配置有柴油發(fā)電機(jī)組，并自帶有底座式油箱，在不便接入電網(wǎng)的搶險(xiǎn)點(diǎn)可為水泵提供電源。移動(dòng)泵站具有一定的吃水深度，泵站浮體按“不倒翁”原理設(shè)計(jì)，泵站就位后由錨固裝置將其固定，可在較大水流及風(fēng)浪條件下穩(wěn)定在工作區(qū)。

車載移動(dòng)排澇泵站同樣有效率高、排水量大、揚(yáng)程范圍廣等特點(diǎn)，且隨車配備有柴油發(fā)電機(jī)減振裝置、水泵進(jìn)水口防堵塞設(shè)施、維修專用工具等以保證抗洪排澇工作的順利進(jìn)行。

3 車載移動(dòng)排澇泵站的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景

車載移動(dòng)排澇泵站應(yīng)用方便、快捷，是抗洪排澇的重要工具之一，它的出現(xiàn)進(jìn)一步完善了城市防洪保障工作的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，大大提升了城市應(yīng)急排水處置能力。近幾年，我國(guó)車載移動(dòng)排澇泵站技術(shù)水平不斷提升，特別是在液壓驅(qū)動(dòng)型泵站方面已經(jīng)趕超過(guò)國(guó)外水平，而國(guó)外移動(dòng)泵站高吸程及固液氣混輸?shù)奶攸c(diǎn)也值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。

綜合現(xiàn)有排水搶險(xiǎn)所遇到的實(shí)際問(wèn)題，今后可以從移動(dòng)泵站和水泵兩方面著手進(jìn)行研究，泵站方面研制出結(jié)構(gòu)更緊湊、更輕便、搭載自備電源的水陸兩棲式移動(dòng)泵站；水泵方面基于排澇搶險(xiǎn)環(huán)境，進(jìn)行水泵抗水體流動(dòng)、抗風(fēng)浪、出水消能能力和進(jìn)行水泵攔污研究，以及研發(fā)排水量大、揚(yáng)程范圍廣的潛水泵。