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潜水贯流泵机组的研发设计和应用.pdf简介：

潜水贯流泵机组是一种特殊的水处理设备，它结合了潜水泵和贯流泵的特点，主要用于抽水、排水、灌溉、污水处理等场景。潜水贯流泵的主体部分设计为潜水形式，可以深入水中工作，而贯流泵的工作原理则是通过水流沿叶轮轴线方向流动，提高了泵的效率和适应性。

研发设计上，潜水贯流泵通常采用先进的水力设计，通过优化叶片形状、泵体结构和流道设计，提高泵的流量和扬程，同时保证设备在水下的稳定性和耐腐蚀性。动力部分通常采用高效电机，配合防水密封技术和潜水电机结构，确保设备能在水下长时间工作。此外，还会考虑设备的噪音控制、运行效率和维护便利性等因素。

应用简介：

1. 水利工程：在水库、河流、湖泊等场所，用于抽水、排涝、灌溉等。 2. 环保污水处理：在污水处理厂，潜水贯流泵可以用于抽排污水，提高污水处理效率。 3. 农业灌溉：用于农田灌溉，提供稳定的水源。 4. 海洋开发：在海洋工程中，潜水贯流泵用于海底矿物开采、海底结构维护等。

总之，潜水贯流泵机组结合了潜水和贯流泵的优点，具有高效、可靠、适应性强等特性，广泛应用于各种需要在水下抽水或排水的场所。

潜水贯流泵机组的研发设计和应用.pdf部分内容预览：

图1灌河北泵站剖面图 新沂河侧

图！灌河北泵站剖面图

成果进行比选。选取扬州大学贯流泵装置的试 验成果经计算取叶轮直径D=2.0m，叶轮转速 =148r/min；选取江苏大学贯流泵装置的试验 成果经计算取叶轮直径D=2.0m，叶轮转速n= 155r/min。水力的真机性能参数见表2。 从水力的真机性能参数比较表可知2个 水力均能满足设计要求且装置效率均较高。经 北较采用由江苏省南水北调水源公司、江苏大学、

图2灌河北泵站高程1.0m平面图

JT∕T 571-2015 水运工程 回声测深仪2.2泵站机组段方案设计

灌北泵站和善南泵站采用无厂房结构形式，泵 机组采用潜水式贯流泵,叶轮直径D=2.0m,叶轮 转速n=148r/min全封闭泵壳结构。考虑现场检 修维护的需要泵组采用水泵、减速器、电动机三段 方案设计。为使泵段内水流更通畅减小水流的扩

表2水力的真机性能参

散角减小泵组的灯泡比选用高压高速电动机，采 用行星齿轮减速箱，同轴线直联，以最大限度减少灯 泡体积。 电机选择：储备系数取1.1齿轮减速箱效率取 92%则电机功率为Pa=1.1×208/0.92=249 （kW）选用配套电机功率为315kW的异步电机转 速为989r/min。 齿轮减速箱选用行星齿轮减速箱，齿轮箱速比 i=6.4。 为了提高泵组设备运行的可靠性泵组轴承、齿 轮箱采用进口总成部件，电机采用强化绝缘。泵组 内在泵轴承、电机轴承、三相绕组处设温度检测装 置温度检测装置双组，一用一备在电机段、齿轮箱 没、泵轴段设漏水探测装置在齿轮箱段设油位检测 装置电机三相绕组设置在线绝缘监测仪各检测装 置由信号电缆接至机组现场接线箱，仪表显示实时 数据通过数据线连接远程控制计算机。机组段方 案如图3所示

2.3进、出水流道设计

根据GB50265一2010《泵站设计规范》和机组 段主要控制尺寸及站身结构布置的要求潜水贯流 泵的进、出水流道形式均采用平直管进水流道长 7.0m宽5.0m，进口流速0.8m/s流道当量收缩 角20.8°进水流道单线图如图4所示；出水流道长 10.8m宽5.0m出口流速0.8m/s流道当量扩散 角9.8°出水流道单线图如图5所示，

2.4机组安装高程确定

参照灯泡贯流泵装置特性曲线查得水泵 装置气蚀比C=1029经换算原型泵临界气蚀余量 约为4.6m，取安全系数1.3,则许用气蚀余量为 5.98 mc 水泵安装高度

表3灌河北泵站辅机设备清单

潜水贯流泵配套异步电动机，功率为315kW 电压等级为10kV。因潜水电机为全封闭结构配有 专用保护，具备浸水、泄漏、超载、温度等保护监测

建龙等：大型潜水贯流泵机组的研发设计和应用

泵站采用10.0kV电源直供潜水贯流泵的接线 方式电气主接线10.0kV和0.4kV侧均采用单母 线方式采用高压进线计量，装设高压电容补偿装 置。潜水贯流泵电气开关柜设现地、远动转换，可在 开关柜现地开启泵组，也可由远程自动化系统开启 泵组。除潜水电机自身所配套的保护监测功能外 配电系统设有过电压、低电压、过电流等保护方式。

3潜水贯流泵装置试验

（1）进、出水流道水力损失计算值与试验值的 比较。透明流道试验得到的灌北泵站进、出水流道 水力损失与流道优化水力设计计算所得到的流道水 力损失比较见表4。进水流道水力损失试验值与计 算值相差0.019m，计算值偏小；出水流道水力损失 试验值与计算值很接近仅相差0.002m。

表4进、出水流道水力损失计算值 与试验值的比较

（2）泵站装置效率计算值与试验值的比较。根 据流道试验的结果可以计算灌北泵站泵站装置

图7透明进、出水流道

设计工况（扬程1.56m流量0.225m²/s）时的流道 效率

根据流道效率和水泵效率推算出灌北泵站设计 工况时的泵装置效率

根据装置试验的结果，设计工况时泵站装 置的装置效率为77.7%（如图8所示）

在进行理论计算和试验的基础上,由生产 家—一合肥三益江海泵业有限公司即组织进行产 品的研发设计再由江苏省通榆河北延送水工程建

设管理局组织专家组对设计图进行评审和优化。在 安排生产中合肥三益江海泵业有限公司按原机械 工业部关于新产品开发研制的规定执行1+7的生 产模式即：第1台产品提前投入试制并在工厂进行 真机试验，直至通过验收；其余7台按照并行作业的 管理方式对确认不会改动的零部件逐步投入生产。 这样既保证了产品质量又保证了生产工期。 潜水贯流泵机组叶轮叶片直径较大加工精度 直接影响泵组的效率，在加工生产中采用精密浇铸 生产叶轮坏件，用五轴联动设备仿形加工保证成品 与高度相似。 潜水贯流泵泵组联接部件结构尺寸较大（法兰 联接面外径3040mm）为免除结构件变形量安装偏 差生产中采用分段焊接、高频振动消除应力、内/外 端面一次加工等工艺丛而确保电机与过流简体的

司轴度及电机与连接面的平行度。 潜水贯流泵由于电机处于水下，电机外壳保持 密封在运行中电机线圈及转子产生的热量极易 产生转子与定子间不同的温度伸缩，致使电机轴承 损坏或间隙卡阻。在研制制造过程中，采用电机内 循环风冷技术在电机外壳增设通风管利用外部流 动的水体冷却有效解决了潜水电机的散热问题。 潜水贯流泵在研制制造过程中采用行星齿轮 减速器太阳轮轴向预加压机构，有效解决行星齿轮 在卧式安装时太阳轮轴向移动的问题

合肥三益江海泵业有限公司新厂区建有水工实 验室及水泵综合试验台用矩形深槽使水流循环用 格栅、浮栅消除水流的紊流浪涌以模拟泵的使用工 况测流堰为2条4.4m宽的全宽堰测流渠道长度 18m基本符合GB/T3214一2007《水泵流量的测定 方法》的规定。为了真实反映研发的潜水贯流泵的 运行数据江苏省通榆河北延送水工程建设管理局 委托扬州大学对综合试验台进行率定按现场边界 条件进行数模分析计算。 首台机组制造完成后放置到水泵综合试验台 安装固定后放水调试开机运行机组启动顺利运 行平稳。试验起始水温12℃运行后电机线圈温度 为55℃左右温升仅43℃行星齿轮及水泵推力轴 承温度仅36℃左右温升为24℃。现场测定噪声 为82dB取得试验的数据见表5。 从连续运行情况来看机组运行稳定泵组的扬 程、流量、效率、温升等技术指标基本达到设计预期 要求。真机试验运行后即进行机组解体检查对过 流部件及泵轴承进行检测未出现损坏或磨损现象。 据此验收专家组认为泵组研发设计基本合理余下 7台机组可进行批量生产，

泵组加工制作调试试验完成后经检查验收合 格交付安装。考虑到泵组整体质量仅21t为方便 现场安装减少现场安装调试工作量在工厂内调试 完成的泵组将整体运至工地现场采用载荷600kN 的汽车式起重机先将泵组进出水预埋管吊入流道二 期砼预留孔再将泵组吊至泵坑就位，调整泵组中心 线的水平、高程位置后将预理管与泵组连接浇灌 流道预埋管及泵组地脚二期砼。砼达到规定强度

建龙等：大型潜水贯流泵机组的研发设计和应用

后，调整紧固泵组伸缩节及各联接部位完成电缆及 信号缆线的连接

7潜水贯流泵装置效率高的原因分析

表5 工厂直机试验数据

1.JTG3820-2018公路工程建设项目投资估算编制办法.pdf水力的较高水平。 (2)进、出水流道的水力性能优良。水泵的装 置效率决定于流道效率和水泵效率

对于确定的泵站装置扬程，上式中的流道效率 完全决定于流道水力损失

由上式可以看到泵装置扬程愈低流道水力损 失对流道效率的影响愈大。灌北泵站和善南泵站的 扬程较低设计扬程只有1.56m和1.50m因此，该 站流道水力损失对泵站装置效率的影响特别显著。 数值计算和试验结果表明，流道水力损失实测 值仅为0.177m进、出水流道的水力性能优良工厂 真机试验和机组试运行现场测试均表明泵装置效率 比较高。 （3）泵装置形式较优。潜水贯流泵装置采用高 压/高速电机、行星齿轮减速机构、同轴线直联，有效 减少了灯泡体的体积使泵装置的灯泡比减少到 .525而采用普通电机的灯泡式贯流泵装置的灯泡 比为0.90~1.05由于泵组的灯泡体减小扩散角 减小水流形线最顺直流态更为平顺均匀流道的 水力性能可以超过各种形式泵装置的水力性能达 到了较优水平。 （4)叶轮直径取值较大。在设计流量一定的条 件下叶轮直径直接影响泵装置内的流速研究结果 表明：流道的水力损失与叶轮直径的4次方成反比。 叶轮直径愈大，流道的水力损失愈小，但投资也愈 大；叶轮直径的确定需考虑泵站扬程、年运行小时 数、工程投资等等多方面因素，经综合比较后合理

综上所述针对灌北、善南泵站设计扬程特别低 的特点经设计分析比较选用了潜水贯流泵装置形 式并对泵结构进行了优化设计。泵装置试验 和运行测试结果证明，该装置结构简单，开挖深度 小进、出水流道水力性能好，可在较低扬程下获得 77%以上的泵装置效率。可见采用较优的水力 和结构形式、合适的水泵叶轮直径以及水力性能优 良的进、出水流道等使贯流泵在特低扬程下泵装置 效率达到较高的水平。 灌北泵站与善南泵站潜水贯流泵装置的研制成 功对赶超当今先进工业国家潜水泵和泵站技术水 平利用我国现有重大水利工程项目带动、创新潜水 电泵技术使国产潜水电泵有机会进入跨流域调水 工程具有重要意义。

王东亚等：3/2接线方式下“500kV开关断开全停”保护误动分析与改进

开RS触发器的R端为0,RS触发器输出on为1， f为0表示该开关处在在合闸状态。当开关分闸 时开关的常开接点打开常闭接点闭合RS触发器 输出on为0off为1表示该开关处在在分闸状态。 任一个开关在合闸则发电机出口开关在合闸位置 2个开关都在分闸则发电机出口开关在分位。断 路器合闸位置（V046）用于500kV开关断开全停保 护当主汽门开启，及V046由1至0发生变位时 500kV开关断开全停保护发出500ms的脉冲出口 跳闸。断路器分闸位置（VO48）为突加电压保护的 必要条件之一同时用于闭锁频率保护， 在正常运行时发电机出口开关在合闸。如果 G60保护装置失电，开关的常开接点失电RS触发 器的S端为0RS触发器的R端为0RS触发器的 输出不变依然为1。 逻辑修改后模拟G60装置失电后报文如图5

T∕ZJCX 0030-2022 钢筋混凝土人防门图5逻辑修改后装置失电报文