中文名 | 真空引水 | 外文名 | Vacuum water diversion |
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學(xué)????科 | 土木工程 | 領(lǐng)????域 | 建筑工程 |
范????圍 | 水資源 | 原????理 | 利用真空作用 |
單級雙吸離心泵是鋼鐵企業(yè)應(yīng)用最廣泛的水泵之一,其結(jié)構(gòu)緊湊,外形美觀,穩(wěn)定性好,便于安裝;運(yùn)行平穩(wěn),雙吸葉輪使軸向力減小到最低,檢修方便。但是,由旋流井中的水溫度在50℃左右,含有大量的氧化鐵皮,對水泵的材質(zhì)及密封有較高的要求,水泵零件材質(zhì)必須具有耐磨蝕。并且雙吸泵無法實(shí)現(xiàn)自吸,在旋流井中幾乎沒有安裝。真空引水系統(tǒng),將雙吸泵在旋流井中的應(yīng)用成為可能,但還需要解決以下問題。
1.泵關(guān)鍵部件材質(zhì)的選擇
根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)泵體材質(zhì)選擇ZG230-450,葉輪材質(zhì)ZG2Cr13,密封環(huán)選擇2Cr13,軸套選擇2Cr13。保證了關(guān)鍵部件耐磨性,能夠延長部件的壽命,軸套不銹蝕,延長機(jī)械密封的壽命。
2.機(jī)械密封沖洗水選擇
泵內(nèi)水與泵外大氣存在著壓差,機(jī)械密封的作用是當(dāng)泵內(nèi)壓力大于大氣壓時(shí),其防止液體向外泄露,泵內(nèi)壓力小于大氣壓時(shí),其防止空氣向泵內(nèi)泄露。由于旋流井中水質(zhì)的特點(diǎn),必須加裝外置潔凈機(jī)封沖洗水,一方面保護(hù)機(jī)封,另一方面保持真空度。因?yàn)殡p吸泵密封腔壓力為負(fù)壓,機(jī)封水壓力不低于0.1MPa即可。
3.真空引水系統(tǒng)運(yùn)行
(1)打開真空引水系統(tǒng)管路上的所有手動球閥、水箱補(bǔ)水管路上的手動球閥。
(2)打開機(jī)封沖洗水管路上的手動球閥,給機(jī)封供沖洗水。系統(tǒng)投入運(yùn)行后,水泵不管是在運(yùn)行或備用,機(jī)封沖洗水必須常開,隨時(shí)可以保證起給水泵。
(3) 把控制柜上的自動-停-手動調(diào)檔開關(guān)調(diào)到自動檔位上,真空泵就會自動啟動,抽進(jìn)水管路、給水泵及出水管路內(nèi)的氣體,當(dāng)液位達(dá)到真空泵停止的液位時(shí),真空泵就會自動停止;當(dāng)調(diào)到手動檔位時(shí),真空泵就會啟動,當(dāng)真空罐中的水位達(dá)到自動檔位停止的水位時(shí)需要手動停止真空泵。正常運(yùn)行時(shí),檔位定在自動檔位上,當(dāng)真空罐中的水位達(dá)到啟動的低液位時(shí),真空泵就會自動啟動,當(dāng)真空罐中的水位達(dá)到停止的高液位時(shí),真空泵就會自動停止。
(4)根據(jù)運(yùn)行需要,啟泵開閥,給水泵投入運(yùn)行 。
真空引水系統(tǒng)操作方便快捷,故障率低,維修方便,與無密封自控自吸泵相比,節(jié)能顯著,真空引水系統(tǒng)在旋流井中成功的應(yīng)用,為旋流井中泵型的選擇提供了一個(gè)新方向 。
真空引水系統(tǒng)是無底閥液上安裝的泵,利用真空泵輔助引水的系統(tǒng)。真空引水系統(tǒng)分兩部分:一部分是供水泵及管路;一部分是真空泵及輔助管路。真空系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)真空抽吸和真空保持功能,解決水泵啟動前的排氣引水工作程序,實(shí)現(xiàn)了供水泵方便、隨時(shí)、快速地啟動。
給水泵及輔助管路由進(jìn)水管、給水泵、出水管、機(jī)封沖洗水管組成。泵工作時(shí),水由進(jìn)水管在給水泵做功的作用下經(jīng)出水管輸送到用戶。
真空泵及輔助管路由真空罐、真空泵、氣水分離器、水箱、水箱補(bǔ)水管路、控制柜、聯(lián)接管路與儀表閥門組成。給水泵啟動前時(shí),進(jìn)水管、給水泵及出水管內(nèi)的氣體通過水泵排氣口抽出,先進(jìn)入真空罐(抽到一定程度會是水液混合物,水會留在真空罐中),再進(jìn)入真空泵中,然后在真空泵的作用下進(jìn)入氣水分離器中,最后排入大氣中。真空罐底有聯(lián)接管與進(jìn)水管相連,構(gòu)成平衡管路,保持真空罐中的真空度。完成引水后,給水泵可以隨時(shí)啟動,在運(yùn)行過程中,真空度低于最低值時(shí),真空泵啟動,將系統(tǒng)的真空度抽至最高值后真空泵停止。真空度的最低值要保證給水泵在任意時(shí)刻啟動上水 。
此圖是比較理想的,汽水分離器只是一個(gè)容器,成本不高的,不過系統(tǒng)越復(fù)雜,越容易出問題的。你首先要排除吸水管漏氣現(xiàn)象??梢约哟笠奕莘e、降低引水罐高度、使用機(jī)械密封的水泵。(加個(gè)底閥是最簡單有效的)
水流充滿整個(gè)斷面的隧洞,稱為有壓隧洞。當(dāng)洞內(nèi)水流存在自由表面時(shí),稱為無壓隧洞。有壓隧洞和無壓隧洞在工程布置、水力計(jì)算、受力情況及運(yùn)行條件等方面差別較大,對于有較大消落深度的水庫,一般采用有壓隧洞。面對...
主要是水頭,如果算一下壓力,能滿足的鋼襯的厚度要求,可以采用。
1.真空系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)真空抽吸和真空保持功能,解決水泵啟動前的氣引水工作程序,實(shí)現(xiàn)了供水泵方便、隨時(shí)、快速地啟動。并在水泵運(yùn)行中隨時(shí)抽吸泵內(nèi)和吸水管內(nèi)逸出空氣的雙重功能,可防止汽蝕的發(fā)生。
2.水泵關(guān)鍵部件材質(zhì)正確的選擇,有效的延長了水泵的使用壽命,降低故障率,降低維修及備件費(fèi)用。潔凈機(jī)封水的引入,解決了真空泄露問題,又有效地延長了機(jī)械密封的壽命。供水泵的維修周期在2年以上。
3.節(jié)能效果顯著,
改造后,分別降低功率80 kW、88 kW、102 kW。在供水流量略有增加的基礎(chǔ)上,平均節(jié)電率在52.55%。年可節(jié)約電量200kWh以上,半年即可收回投資 。
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真空罐引水裝置是一種簡單實(shí)用,安全可靠的水泵吸水裝置,被廣泛采用.本文針對該裝置在運(yùn)行中存在的問題,從設(shè)計(jì)選用及設(shè)置要點(diǎn)兩個(gè)方面進(jìn)行闡述,供設(shè)計(jì)時(shí)參考
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對于離心泵安裝位置高于地面的供水系統(tǒng),采用真空引水罐進(jìn)行引水啟動,能克服底閥引水方式存在的阻力損失大、底閥維修困難、容易堵塞的缺點(diǎn),避免其他引水措施每次啟動均需重復(fù)引水的缺陷,在生產(chǎn)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。通過對真空引水罐的主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,并結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),提出幾種真空引水罐的設(shè)計(jì)參數(shù)。
水射器引水是利用壓力水通過水射器噴嘴處產(chǎn)生高速水流,在喉管進(jìn)口處形成真空,將水泵及吸水管內(nèi)的空氣抽走以達(dá)到引水的目的。使用水射器需要供以壓力水,一般壓力水的水 壓為0.1-0.4MPa。在采用水射器引水時(shí),水射器應(yīng)連接泵殼的最高點(diǎn)(水泵排氣口),在開 動水射器前,水泵壓水管路上的閥門要關(guān)閉,當(dāng)水射器開始帶出被吸水時(shí),就可啟動水泵。水射器引水適用于小型水泵,且可自行制造,其各部分尺寸由計(jì)算確定。
真空泵引水有直接抽氣引水和真空吊水兩種型式。在直接抽氣引水型式中,真空泵只在需要啟泵時(shí)才開,每次啟動水泵前,先開啟真空泵,使吸水管及泵體內(nèi)形成真空吸上水來,待泵頂充水后,即可開啟水泵,同時(shí)停止真空泵。真空泵的選型有兩個(gè)基本參數(shù),即抽氣流量和最大真空值。在知道了吸水管及泵殼內(nèi)的容積。水泵的安裝高度及充水時(shí)間(一般不宜超過5min)后即能求得,從而確定了真空泵的規(guī)格型號。真空泵直接抽氣引水可用于各種規(guī)格的水泵及各種長度吸水管的場合。真空泵吊水實(shí)質(zhì)是利用真空泵的間斷開啟,使水泵的吸水管路上經(jīng)常處于真空狀態(tài),以便水泵可隨時(shí)直接啟動。真空吊水時(shí)其真空泵抽氣量較直接抽氣引水時(shí)為小,一般可依據(jù)水泵吸水管口徑及水泵臺數(shù)來確定真空泵的型號。真空吊水一般只適用于中、小型水泵,且水泵隨時(shí)啟動要求較高的情況 。
水泵最可靠的引水方式是自灌,對于頻繁啟動的水泵更是如此。但是,由于受泵房現(xiàn)場條件、投資等因素的限制,并不是任何場合都可采用自灌方式,水泵采用吸上式引水方式的地方還是很多。在吸上式引水方式中,水泵的吸水管是在負(fù)壓(即有真空度)的情況下運(yùn)行,這樣對水泵吸水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工安裝要求較高,稍有疏忽就會影響引水效果。在吸上式泵房實(shí)際運(yùn)行中,反映引水系統(tǒng)不可靠、水泵啟動困難的情況時(shí)有發(fā)生。
水泵引水方式大致可分四類。第一類是利用部分或全部吸水管中的存水來啟動水泵,屬于這類方法的有在吸水管上裝底閥、水上式底閥和"鴨管式"無底閥引水管路等幾種。第二類是在吸水管上連接貯水容器,利用貯水容器中的存水和真空度來引水啟動水泵,屬于這類方法的有引水筒和密閉水箱。以上兩類方法,在初次啟動水泵時(shí)需向吸水管或貯水容器灌滿水,只要不漏氣和間隔時(shí)間不長,再次啟泵前就不需另行灌水。第三類是借助其他設(shè)備使吸水管路內(nèi)產(chǎn)生真空引水,這類方法有在吸水管路上接水射器或真空泵。第四類方法是依靠水泵自身的引水功能,如采用自吸式水泵 。
一、功用:集中落差,形成水頭,輸送水流進(jìn)入機(jī)組、排走發(fā)電用水(尾水渠)。
類型: 無壓引水道:渠道、無壓隧洞。具有自由水面,引水道承受的水壓力不大。適用于無壓引水電站。
有壓引水道:有壓隧洞。洞中水流為壓力流,隧洞承受內(nèi)水壓力很大。適用有壓引水電站。
二、水電站引水渠道
水電站的引水渠道稱為動力渠道(為適應(yīng)負(fù)荷變化,Q、H在變化--非恒定流)
(一) 基本要求
1.有一定的輸水能力。滿足水電站的引用流量,適用電站流量的變化,一般按水電站的Qmax設(shè)計(jì)。
2.水質(zhì)要符合要求。渠道進(jìn)口、沿線及渠末都要采取攔污、防沙、排沙措施。
3.運(yùn)行安全可靠。
(1) 防沖、防淤:渠道內(nèi)水流速度要小于不沖流速而大于不淤流速,即:V淤〈V設(shè)〈V沖;
(2) 對渠道加設(shè)護(hù)面,減小糙率、防滲、防沖、防草、維護(hù)邊坡穩(wěn)定,保證電站出力;
(3) 防草:渠道中長草會增大水頭損失,降低過水能力,在易長草季節(jié),維持渠道中的水深大于1.5m及流速大于0.6m/s可擬制水草的生長;
(4) 防凌:在嚴(yán)寒季節(jié),水流中的冰凌會堵塞進(jìn)水口的攔污柵,用暫時(shí)降低水電站出力,使渠道流速小于0.45m/s~0.6m/s,以迅速形成冰蓋的方法可防止冰凌的生成,為了保護(hù)冰蓋,渠內(nèi)流速應(yīng)限制在1.25m/s以下,并防止過大的水位變動。
4.結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理,便于施工及運(yùn)行。
(二) 動力渠道的類型
1.非自動調(diào)節(jié)渠道
渠頂大致平行渠底,渠道的深度沿途不變,在渠道末端的壓力前池中設(shè)溢流堰。
適用:引水道較長,對下游有供水要求。
溢流堰的作用:限制渠末的水位;保證向下游供水。
當(dāng)水電站引用流量Q =Qmax,壓力前池水位低于堰頂;Q〈 Qmax,水位超過堰頂,開始溢流;Q =0時(shí),通過渠道的全部流量泄向下游。
2.自動調(diào)節(jié)渠道
渠道首部堤頂和尾部堤頂?shù)母叱袒鞠嗤?,并高出上游最高水位,渠道斷面向下游逐漸加大,渠末不設(shè)泄水建筑物。
適用:渠道不長,底坡較緩 ,上游水位變化不大的情況。
水電站引用流量Q = 0時(shí),渠道水位是水平的,渠道不會發(fā)生漫流和棄水現(xiàn)象;
Q〈 Qmax雍水曲線。Q =Qmax為降水曲線。