摘要：在富阳市鹿山配水泵站进行扩大重建改造中通过机型等多方面的比较，最后选择了潜水轴流泵作为该配水泵站的水泵对水泵选择原则、水泵台数和机型的选择等作了详细介绍。
关键词：水泵机型选择富阳市鹿山配水泵站
一、问题的提出
富阳市位于浙江西北部，市域总面积1831.21 km。富阳城区河道主要集中在皇天畈區域，城区河道总长度达60.29 km。目前富阳建成的城区河道引配水工程泵站鹿山泵站配水能力仅6 m/s，远不够满足河道配水要求。随着富阳城区的扩大，现状鹿山泵站的配水范围已显得偏小，不能与城市的经济发展相适应。根据富阳市委、市政府要求，扩大富阳城区河道的配水范围，全面对城区河道实施配水，提高城市的水环境景观、并把富阳打造成“水清、岸绿、景美”的山水之城，运动休闲之城。
根据富阳城区河道水质模拟分析和河道配水水利计算分析，和工农业生产需求综合考虑，富阳市城区配水需求量为30 m/s。为此必须对鹿山配水泵站进行扩大重建改造，通过南渠、新开渠向城区一至五号渠、新桥江、青云江、北渠、秦望浦、等城区河道和阳陂湖配水。以此来达到净化改善河道水质，达到城市水环境的美化。
二、水泵选择
1.水泵选择原则
1.1应满足富阳市城区河道各不同时期配水流量需求；
1.2在设计扬程时水泵达到泵站装置效率最高，在最高、最低扬程时应能安全稳定正常运行，满足城区供水需要，同时满足常年运行在高效区；
1.3按照选定的泵型，达到建站的投资最小化和效率最大化；
1.4常年运行，能适应城区河道配水各个时期流量需求变化的需要；
1.5选用同型号的水泵以便于维修管理和动力设备的综合利用。
2.水泵台数选择
新建鹿山泵站设计流量30 m/s，根据能适应流量变化、运行调度、节约投资等的需要，装机台数定为5台。
3.水泵机型选择
3.1适应性及结构特点
由于鹿山泵站根据站区地形和城区河道情况计算，鹿山泵站设计静扬程为4.61 m，最大静扬程为6.15 m，最低静扬程为3.2 m。属低扬程泵站，适宜选用水泵主要有轴流泵和混流泵2种泵型。其中轴流泵适应的扬程较低，轴流泵主要是靠叶片的升力将流体引到出口，是轴向进，轴向出，具有过流量大、重量轻的特点。混流泵相比于轴流泵适应的扬程较低略高于轴流泵，混流泵靠叶轮的升力和推力的共同作用下将流体引到出口，是轴向进，经向出，但适用流量较小，大流量的混流泵存在造价高、重量大、运行效率略低于同尺寸规格的轴流泵。因此轴流泵是鹿山配水泵站首选泵型。
轴流式水泵的泵型有潜水轴流泵、立式轴流泵和斜式轴流泵：其中立式而潜水轴流泵用干式全封闭潜水三相异步电动机驱动水泵，可以长期浸入水中运行。立式轴流泵和斜式轴流泵是电机通过传动装置将能量传到水泵，再通过水泵叶轮传递水能实现提水。根据鹿山泵站的实际情况，现对这3种水泵机型进行比较：
3.1.1传统立式轴流泵和斜式轴流泵特点
具有使用历史长，技术成熟。观念上易被接受。但存在安装难度大，水泵轴一传动轴一电机轴同心度调整困难，易造成一定偏差或因地质沉降变化易引起的故障。
立式轴流泵和斜式轴流泵在接地可靠时，安全性较高。但一般未考虑电泵起动抬机引起不安全因素。
立式轴流泵和斜式轴流泵由于电机依靠自然通风冷却，电动机的热量滞留电机周围的，周围环境温度较高，不利于电机组运行安全。同时存在较大的电磁噪声和通风噪声。
3.1.2潜水轴流泵结构特点
潜水轴流泵因潜水电机与水泵实行同轴机泵一体化，不会产生同心度偏差及其他原因引起同轴度变化。同时配套潜水电机采用双重或三重机械密封，F级绝缘，安全可靠性也得到大幅提升，对运行不会产生泄漏。
结构紧凑潜水轴流泵的泵与电动机同轴，结构紧凑，轴伸尽量很短，从设计与理论上减小挠度，运动时振动小，密封和轴承寿命更长。与传统轴流泵相比减少了立体空间。
潜水轴流泵的叶轮采用目前最先进的水力模型换算所得，性能优良、稳定、成熟，抗汽蚀性能好，确保运行平稳。两套独立的机械密封，使电动机与泵密封隔离；上下串联装，提供多重保险，提高了可靠性。
电动机状态显示和保护装置集中监测良好的设备，自动化程度高，保护装置齐全，保护装置包括：过载、缺相、泄漏、超温、湿度及浸水保护等。当自控装置引至电控箱时，全方位的保护检测将各项数据指标集中显示，一目了然，为维修人员提供准确维修部位，缩短维修周期。
电动机冷却条件好，噪声低由于泵潜入水中运行，电动机的热量被周围的水流带走，起到很好的冷却作用。机组整体工作在水中，水(介质)
“封闭”了噪声，大大地降低了噪声指标。
潜水轴流泵，一般都采用特殊的防水连续绝缘系统，万一发生漏水，在紧急情况下，仍能安全继续工作很长时间。且有防抬机装置，除防止轴流泵起动时抬机，保障人身安全。
富春江设计高水位(P=2％)为10.21 m，设计低水位(P=90％)为3.63 m，南渠正常运行水位8.24 m，如果用传统的轴流泵，在泵站设计时，必须考虑泵站的防洪问题，甚至要投资建设防洪墙，否则一旦泵站进水，淹没电机，将带来设备损坏的严重后果。而潜水轴流泵，由于电泵潜水运行，不怕水淹是其一个突出的优势之一。
3.2技术方面
3.2.1普通轴流泵
普通轴流泵这种泵型目前在我国的应用非常广泛。在长期应用的过程中，普通轴流泵也逐渐暴露出其不足的一面：
一是维修困难。由于河道水中含有大量的泥沙，泵轴、叶片等部件容易损坏。一旦出现故障必须关闭闸门排干进水池内的水后才能进行维修。不但存在工作量大难度也大，还会影响其它泵的正常运行。
二是在进水位变幅较大则，要解决满足低水位时水泵的运行不产生汽蚀和水泵淹没深度的要求，又要满足高水位时电机不受潮、受淹，这就使得水泵安装高程要求尽量低与电机层高程要求尽量高的矛盾特别突出。
三是安装精度要求非常高，水泵、电机底座的水平度和同心度，以及泵轴与传动轴保持同心度、垂直度等。需反复调整才能达到要求。安装时间较长对于维修后再安装的水泵，往往由于各部尺寸不可能同原有设施(如电机、出水管路法兰等)尺寸相吻合。而费工费力，还会使泵的性能下降。
3.2.2潜水轴流泵
多年来随着科学技术的发展，大中型潜水电机技术问题如密封、绝缘、冷却、润滑、自动耦合、自动监控等许多技术问题的解决和生产工艺的成熟。潜水轴流泵的优越性能正逐步显示出来，并被越来越多的人及其行业所认识和采用。
与传统轴流泵相比减少了立体空间。先进潜水轴流泵的叶轮采用目前最先进的水力模型换算所得，性能优良、稳定、成熟，抗汽蚀性能好，确保运行平稳。两套独立的机械密封，使电动机与泵密封隔离；上下串联装设，提供多重保险，提高了可靠性。
为了提高潜水泵的寿命，现在国内外大部分厂家都在泵的保护系统上想办法，即在泵发生泄漏、过载、超温等故障时能进行自动报警，并自动停机备修。它能有效地保护潜水电泵的安全运行。
这种泵型在一定程度上弥补了普通轴流泵的缺陷。
一是安装维修方便。特别是钢制井筒式，有自动锅合装置，只需将整机吊入井筒内，上好井盖即可。操作简单、安装方便时间短、费用低。出现故障维修时、只要打开井盖，整机吊出不需要关闭节制闸门，更不影响其它机组的正常工作。
二是减少了易损件。由于潜水轴流泵的特殊构造，泵轴不再同水接触，在正常使用中，仅需更换叶片，减少了维修工作量和费用。
三是噪音小，改善了工作环境。
3.3工程投资
立式轴流泵需要建造庞大的泵房，电机与泵分别安装在各自的基础之上，靠长轴来连接；潜水轴流泵则省去了电机层泵房，甚至可以不建泵房，泵站工程总投资节省30％以上，建设周期节约20％以上。
3.4安装检修
立式轴流泵要组装电机水泵，对机组轴中心，安装地脚螺栓，安装周期长。潜水轴流泵由于电机与水泵是整体结构，重量及高度大大降低，机组重量减轻50％以上。安装时，只需把水泵吊入井筒即可，无需长轴式轴流泵水泵、电机两次安装，并且省却了繁琐的电机与泵对中工序，机组安装时问节约95％以上。维修保养时，更是简便，只需打开井盖，吊出电泵即可，维护时问短，维护费用低。
3.s噪音及振动
立式轴流泵噪声大是主要问题，运行噪声大问题不但给运行人员带来不安，还对周围环境影响很大，降噪治噪往往是泵建成后，文明生产和管理的新投资。
潜水泵机泵一体，潜入水中运行，运转噪音及振动比长轴泵小得多，潜水泵运行时，其噪音低于50分贝，地面上甚至感受不到水泵运行的声音。
综合考虑，潜水泵相对于立式轴流泵来说，噪音低；泵站土建结构简单，可减少一定的工程造价；做到机泵一体化，安装维护省时、省工；管理方便；运行费用低；检修方便。最终考虑，鹿山泵站选用潜水轴流泵更合适。
综上所述：潜水轴流泵型较普通轴流泵具有多方面的优越性，故在鹿山泵站选用潜水轴流泵。
三、结 语
鹿山泵房建成后，将改善富阳城区水环境，满足了城区清水工程的供水要求又能满足安全运行和环境吵声污染要求。随着社会科学技术进步，潜水轴流泵将越来越应用于河道治理和城市建设、工业生产、水利、农业灌溉排水各个领域。潜水轴流泵越来越成为传统轴流泵、混流泵的最佳更新换代产品，电动机与水泵设计成一体，潜入水中运行，具有传统机组相比具有以下优点：①由于泵潜入水中运行，大大简化了泵站土建结构工程，减少安装面积，可节省工程总价的30％～40％，也可按要求建成全地下泵站，保持地面的环境风貌；②由于水泵和电动机一体，无须在现场进行轴对中心的装配工序，安装方便，快速；③泵在水中运行，水流从电动机周围流过，电动机冷却条件好，噪声低，泵站內无高温，改善了工作条件；④操作方便，无须在开机前润滑水泵的橡胶轴承，而且可实现远程遥控和自动控制；⑤保护措施齐全。具有较大推广价值。
由于潜水轴流泵是新型产品，泵站建成后对运行人员要进管理技术培训，运行管理人员必须进行新设备的性能和技术要求培训。以达到安全高效运行的目的。