农用水泵及泵站冬季维修与保养基础知识(三）
十八、电念头的修复与改造
　　电念头是泵站工程中最主要的动力设备之一，其能否安全运行直接关系到泵站工程的效益和寿命。灾区泵站在灾后恢复出产中所面对的主要题目有：
一、电念头的防潮及烘烤
　　因为泵站一般多建在低洼易涝地区，在透风不良，阴雨连绵的情况下极易受潮，甚至遭受淹浸。电念头一旦受潮，当全电压加于受潮电念头内的线圈，很轻易引起绕组线圈的击穿而烧毁电念头。所以，即使过去曾经干燥良好的电念头，长期停用后，在启动合闸通入全电压电流之前，必需严格检查绕组线圈的受潮程度。
　　最常用的检查方法是用高阻计(即摇表)丈量绝缘电阻和吸收比(即绝缘电阻R在60秒钟与15秒钟时的比值R60/R15)。电念头绕组的绝缘电阻涉及诸多因素，实践中一般可采用下列尺度：电念头定子绕组绝缘电阻值每1千伏工作电压不低于1兆欧；转子绕组绝缘电阻值不低于0.5兆欧。通常500伏以下的电念头定子绕组绝缘电阻值不低于0.5兆欧。1000伏以上电念头都必需丈量吸收此，其值按划定应为：R60/R15≥1.3
　　若不能达到这个要求，就要对电念头进行干燥处理。
　　电念头干燥处理常用的方法有外部干燥法，电流干燥法和两者同时进行的联合干燥法。
(一)外部干燥
　　即利用外部热源进行干燥处理，常用的措施有：
　　 1.吹送热风：利用加装电热器的鼓风机进行吹送热风以达到干燥处理的目的；
　　 2.灯泡烘烤：在密闭箱内，利用数个200瓦左右的灯泡进行烘烤，既可在电念头附近进行烘烤，也可把电念头拆开，将灯泡放在定子孔内进行烘烤。烘烤热源也可采用红外线灯泡或红外线热电管。
　　需要指出的是烘烤温度不要过热，特别是电念头定子孔内烘烤，温渡过高轻易引起绕组的损伤。有前提的场合可结合恒温控制技术进行烘烤。烘烤温度控制在不超过125℃为宜。
(二)电流干燥
　　也称内部干燥法或短路干燥法。可根据电念头的阻抗和电源的大小将电念头三相绕组串联或并联，然后接入一可变电阻器，调整电流至额定电流值的60%左右，通电进行干燥。 　需要留意的是：被水浸泡的电念头不能采用电流干燥法，应采用外部干燥法，或先采用外部干燥法至安全范围后，再结合采用电流干燥法。
二、电念头的振动与噪音处理
　　电念头正常运行是均衡平稳的，若发生剧烈振动或泛起异常噪音则说明有运行故障。轻则影响正常运行，缩短设备寿命；重则烧毁电念头，严峻时会危及整个泵房安全。故一旦泛起故障，应立刻堵截电源，休止运行，及时查明分析故障原因，以避免事态进一步扩大，造成更大的损失。必需在查明故障原因和准确处理后，才能继承运行。
（1） 引起电念头剧烈振动的原因良多，常见电念头剧烈振动的原因及处理方法如
(1)安装不良或质量降低　　检查、校正安装质量
(2)轴承锈蚀或磨损　　调整或更换轴承
(3)转子绕组受损，磁性分歧错误称　　检验转子绕组
(4)联轴器松动，不同心　　检验和校正校轴器
（2）电念头异常噪音现象和原因有：①若有巨大的翁翁声，则表示电流过量，这是因超负荷或三相电流不平衡所致，有时也因电源频率瞬间变化而引起的；②若有嘶嘶的响声，则是硅钢片松驰所引起；③若有“咕噜、咕噜”的声音，则是轴承中珠架损坏，在运转中发出的噪音；④当轴承磨损、电机气隙发生变化，则有转子与定子间的不平均碰磨声，且伴发出异常的焦糊臭味和烟雾；⑤若两相短路则有巨大的响声和弧光，并发出特殊的焦味。
　　此外，监测电念头的温度也极为重要。根据电念头的类型和绕组所使用的绝缘材料，在运行中不应超过制造厂家对绕组及铁芯划定的{zd0}答应温度和温升，{zg}答应温度与{zd0}答应温升的关系是：{zg}答应温度={zd0}答应温升+环境空气温度。
三、电念头的增容改造
(一)改造的必要性及意义
　　当承泄区泛起超尺度水位时，排涝泵站常会泛起以下几种不良情况：
　　 1. 因超水泵扬程而无法正常运行。
　　 2. 因水位超驼峰无法断流，而不得不停机。
　　 3. 水泵虽能知足扬程要求，但因扬程增加导致轴功率上升，使配套电念头超载而不得不停机。
　　 4. 机组虽能继承运行，但受电念头容量限制，水泵被迫只能在小叶片角度和小流量工况下运行，使水泵的提水能力得不到充分的施展。
　　对于以上3，4两种情况，如能进行电念头增容技术改造，则可恢复和增加泵站排涝能力，从而加快排涝速度，缩短排涝时间，达到避免和减轻洪涝损失的目的。
(二)增容改造方法
　　对于不同容量、类型及使用状况的电念头应施以不同的方法进行增容技术改造。
　　 1.大型泵站电机的改造
　　大型泵站采用的一般都是同步电念头，该类电念头的增容可通过更换电念头绕组的方式实现。自八十年代以来，绝缘材料水平有了很大进步，对于6kw以上的电念头其定子总绝缘不但在整体机能方面有了很大改善，而且厚度也减薄了20%～30%，从而使电念头枢槽内有了更多的空间。因此在电念头换线改造时，可以通过在电念头枢槽内安放更多的导电体，使电念头的额定容量增加。实践表明，上述改造一般可使电念头额定容量增加5%～20%。同时，因为改造后的绝缘等级和答应温升均有一定程度的进步，因此还可相应地增强电念头的过载能力。
　　 2.中小型泵站电念头改造
　　中小型泵站采用的常为异步电念头，而且型号主要为J系列，JS系列和Y系列等。其中J系列电念头，因能耗高、技术落后，国家已明令予以淘汰，因此对该系列电念头不宜作换线等简朴改造，应彻底置换为新型号电念头。但在置换时应全面考虑泵站的运行要求，适当增加新电念头的容量。
　　对于Y和JS系列电念头，因为其槽满率没有多少余量，因此不能采用更换绕组增放导电体的方式来增容。但对使用时间不长、老化不严峻的该系列电念头可采用星形——三角形串联混合连接绕组法增容。即把原有60°相带三相绕组分成二套三相绕组，其中一套采用星形接法，另一套采用三角形接法。两套绕组之间在空间相位上彼此相差30°电角度。绕组星形接线部门的相带中央滞后于三角形接线部门的相带中央30°电角度。实践表明，该改造方法可改善电念头机能，进步绕组系数，使电念头额定容量增加5%～10%。
四、双速电机新技术
　　因为目前的泵站排涝尺度偏低，而承泄区的水位变幅又很大，所以在已建成的泵站中常常泛起因超扬程而被迫停机的现象。对于该类泵站的改造，如单纯地以高扬程水泵取代已有的水泵，则虽可解决泵站超扬程题目，但又很可能伴随发生水泵在低扬程下严峻偏离高效区，进而引发汽蚀和振动等新的题目。双速电机新技术则是在留存原有水泵的基础上，通过换线将电机改造成具有高、低两档转速的双速电念头。使得机组能够在泵站泛起高扬程时，对应以高转速运行，在泵站泛起低扬程时，对应以低转速运行，从而能在知足泵站超扬程运行要求的条件下，保证水泵机组长期在高效区内运行。
　　目前双速电机已在东深供水工程中获得了应用，同时由武汉水利电力大学泵及泵站研究室在水利部农水司的鼎力支持下，也已完成了将老电机改造成双速电机的研究课题(该项技术现已申报国家专利)，从而为泵站使用双速电机新技术创造了良好的前提。
　　老电机改造双速电机的方法是将老电机绕组掏出，并按原极对数重新嵌套新绕组。在嵌套新绕组时，将新绕组抽头引出，通过该抽头可对新绕组的线圈进行重新组合，以使电机的极对数发生变化，从而使电机具有两个极对数，也即具有了双速功能。

十九、泵站及辅助设备
一、泵房的倾斜与纠偏处理
　　在洪涝劫难中，因为堤防溃口，水泵超高扬程，电念头超负荷以及外江水位超驼峰原因使得泵站不能正常排水，泵房较长时间浸泡在涝水或渍水中，地基产生湿陷；或因为泵房地基流土管涌遭受渗透渗出变形等因素，都可能导致泵房的倾斜。泵房倾斜有三种基本形态，即单向(纵向或横向)倾斜，双向倾斜和扭曲三种，泵房倾斜引起的直接后果是主轴不垂直，泵站主机组无法运行，闸门等起吊设备也无法正常启闭，因此，需要采用纠偏的方法，或采用纠偏与结构补强结合的办法，对倾斜泵站进行处理。
　　 1.房屋建筑中已使用的纠偏处理方法
　　泵房纠偏是一项技术难度高，风险大的非常规工程，纠偏能否成功，首先在于根据倾斜建筑物的详细情况、土质前提和倾斜原因等选择合适的方法。目前在房屋建筑中已经使用过的纠偏处理方法可概括为以下几类：
　　(1)地基土促沉。对建筑物沉降较小一侧的地基土采用某种方法促使其沉降，使倾斜建筑物两侧的沉降差降低至答应的范围内，地基土促沉的方法有掏土(砂)法、沉井冲水排土法、加载法和地基应力解除法等。 　　
　　(2)地基土限沉。对建筑物沉降较大一侧的地基土采用加固的方法，以限制其继承下沉。限沉纠偏的方法主要有锚杆静压桩法、静压桩法、树根桩法、旋喷桩法、石灰桩法、板桩围护法及灌桩法等。在使用此类方法时应留意不能因“加固”而对原来就较软弱的地基土产生新的扰动，否则将形成新的附加沉降，增大纠偏工作量，甚至造成纠偏难题。
　　(3)结构物顶升。利用千斤顶将倾斜建筑物沉降较大侧顶升(或侧向顶推)复位，这种方法较适合于如柱子等局部纠偏，整体纠偏时所需用度较大。
　　(4)基础减压和加强刚度法。通过改变基础结构，以减小和调整建筑物基底压力，{zj2}达到控制和调整地基土不平均沉降的目的，如将单独基础或条形基础联成整体或将筏式基础改建成箱形基础等。
　　(5)综正当。根据需要同时或先后采用一种或几种纠偏方法对倾斜建筑物进行纠偏，如加压卸载法(沉降较小侧加载，沉降较大侧卸载)、浸水加压法等。
　　 2.建筑物纠偏处理中广泛采用的地基应力解除法。
　　(1)地基应力解除法纠偏的基本原理。采用地基应力解除法纠偏，是在倾斜建筑物原沉降较小的一侧布设密集的大直径钻孔排，有计划、有次序、分期分批地在适当的钻孔内适当的深度处取出适量的软弱淤泥，并配合各种促沉措施，使地基应力在局部范围内得到解除，促使软土向该侧移动，从而增大该侧地基沉降量。与此同时，在原沉降较大一侧则严格保护基土不受扰动，避免纠偏施工中发生附加沉降，{zj2}达到纠偏的预期目标，并兼收限沉效果。
　　(2)地基应力解除法的施工方法。地基应力解除法纠偏的施工大致可以分为定孔位、钻孔、下套管、掏土、孔内作必要的排水和{zj2}拔管回填等几个阶段。孔位(即孔距选定)按泵房的平面形式、倾斜方向和倾斜率大小、泵房结构特点以及土质埋藏前提而定。钻孔用特制机具钻进，孔径尺寸按有效解除应力的需要，一般采用Φ400mm。孔深及套管埋入深度(即管长)根据掏土部位而定。掏土使用xxx花钻或大锅锥。掏土次数、数目及各次掏土距离时间按实测沉降和倾斜资料，结合详细建筑物的施工方案灵活地把握。孔内排水采用潜水泵，作为临时降低孔壁水压力以促进挤淤之用，但不宜长时间地抽水，以防止整个泵房的沉降增大。拔管应插花进行，并及时回填合适的土料。在纠偏处理全过程中，应尽量使地基土布孔范围内变形平均，变形大小也应受到控制。另外，还需备用一系列促沉或隔离措施，以备需要时选用。
　　一般情况下，每次掏土时泵房的纠偏位移十分敏捷，掏土量与纠偏量基本持平。施工中，应自始至终用频繁的沉降、倾斜观测进行监控，即采用所谓“情报化施工法”，及时地将观测成果反馈，供决议计划者调整施工计划时参考，以确保建筑物的安全。
二、泵站建筑物地基的渗透渗出破坏与修复
　　对于堤身式泵站，因为泵房直接抵抗外江水位，在内外水位差的作用下，将在泵房地基及两端大堤土体内产生渗流。渗流对泵站建筑物产生两方面的影响，其一是对泵房底板产生向上的渗透渗出压力，减轻了泵房的有效重量，影响其抗滑不乱；另一方面，当渗透渗出坡降或渗透渗出流速超过某一限度时，会引起土体的渗透渗出变形。因此，在洪涝劫难中部门泵站水工建筑物，如进水池和前池的坍陷破坏就是因为这种渗透渗出变形不能终止而继承发展的结果。
　　在对遭受渗透渗出破坏的泵站建筑物进行修复前，首先应检查防洪抢险过程中造成坍陷的管涌和流土的进水口，结合大堤的地质情况进行堤防加固，然后根据特大洪水过程中的水位资料，重新拟定泵房的抗渗长度及地下轮廓线，必要时，采用合适的防渗措施。
　　(一)泵房防渗长度校核及地下轮廓线设计
　　所谓泵房的地下轮廓线，是指进水池、泵房、出水池等不透水结构的垂直横断面与地基的接触线。在泵房进出水池水位差ΔH的作用下，泵房地基内产生渗流，并从进水池中的排水孔逸出，泵房的地下轮廓线即为渗流的{dy}根流线，其长度称为泵房防渗长度。
　　所谓地下轮廓布置，是根据设计要乞降地基特性，并参照已建工程的实践经验，确定泵站基础防渗的轮廓外形和尺寸。对于水毁工程的修复，因为泵房基础不能改变，这里的地下轮廓布置只能根据现有泵站工程的实际情况，结合进出水池的修复与重建进行，布置的总原则是防渗与导渗相结合，即在泵站出水侧布置防渗设备，用来延长渗径，减小底板渗透渗出压力，降低泵房基础内均匀渗透渗出坡降；在泵站进水侧布置排水和反滤层，使进入地基的渗流尽快地安全排出，以减小渗透渗出压力和防止发生渗透渗出变形。
　　不同泥土特性的地基对地下水轮廓布置的影响：
　　(1)粘性土地基：渗透渗出系数小，粘着力强，不易产生管涌；但摩擦系数小，不利于泵房抗滑不乱，因此，防渗布置主要考虑降低渗透渗出压力，增加泵房的抗滑不乱性。为此，可将排水设备延伸到泵房底板下，同时，为防止打桩造成粘土的自然结构遭受破坏，粘土地基一般只设水平铺盖而不用板桩。
　　(2)砂性土地基：其摩擦系数较大，渗透渗出性较强，因此对泵房抗滑不乱有利，但同时也易产生管涌。防渗布置主要考虑防止产生渗透渗出变形。当砂层较厚时，可采用铺盖与板桩结合的布置形式，排水设备布重在泵站进水池内，必要时，还可在铺盖始端增设短板桩以加长渗径，如砂层较薄(4～5m以内)，下面有相对不透水层时，可用板桩将砂层堵截。
　　对于粉砂地基，为了防止地基液化，通常采用封锁式布置，即用板桩将泵房四附近护起来，板桩长度应超过粉砂地基的液化深度。
　　(3)特殊地基：在弱透水的地基下有透水层，特别是当该层含有承压水时，应设置穿过弱透水层的铅直排水法，以便将承压水引出，防止进水侧土层被承压水顶起甚至发生流土。当地基为不同性质的冲积层，而水平向的渗透渗出性大于铅直向的渗透渗出性时，也应布置铅直排水以降低层间渗透渗出压力。
　　(二)泵站防渗排水举措措施设计
　　 1.铺盖
　　铺盖一般布置在出水池后排水渠首段，主要用来延长渗径，减小渗透渗出坡降和渗透渗出流速。铺盖要求在长期使用下不透水，并能适应泵房地形的变形，其长度可取为泵站{zd0}水头的1～2倍，混凝土铺盖长度不宜超过20m。
　　(1)粘土及粘壤土铺盖。一般用于砂性土地基，下游端最小厚度一般为0.6～0.8m，然后向泵房侧逐渐加厚。在与出水池连接处，一般不宜小于1.5m。
　　铺盖与出水池连接处应加强处理，否则易沿其接触面产生渗漏，一般在连接处将铺盖加厚做成大梯形断面形式，并将底板前端做成倾斜面，使粘土能借自重及其上荷重与底板紧贴，铺盖与底板间需铺设油毛毡等柔性止水设备。另外，为了保护粘土铺盖不受水流冲洗，表面应加设砌石或混凝土保护层。当保护层为干砌块石时，还应在保护层与铺盖之间铺设反滤层，以防止粘土颗粒从干砌块石缝隙中流失。
　　(2)混凝土、钢筋混凝土及沥青混凝土铺盖。在粘性土地基透水性较小及铺盖需兼作阻滑板时，可采用混凝土或钢筋混凝土铺盖，其厚度一般为0.4～0.6m，与出水池连接处加厚至0.8～1.0m，并用沉陷缝与出水池底板分开，缝内设止水。厚房长度较大时，顺水流方向也应设置沉降缝和止水，分缝应与泵房分段相一致，以防止铺盖开裂。
　　沥青混凝土铺盖通常选用6号石油沥青作胶结剂，用沥青、砂、砾石和矿物粉按一定的配合比加热拌合，然后分层压实而成。其厚度一般为5～10cm，与进水池底板连接处适当加厚。
　　 2．板桩
　　板桩通常设在出水侧，主要用来延长渗径，其材料有木材、钢筋混凝土及钢材等，现多用贯入式预制钢筋混凝土板桩，厚约10～15cm，宽50～60cm，该桩最适于河漫滩沉积地基。 　板桩长度应根据防渗效果好和工程造价低的原则，并结合施工方法来确定。当不透水层埋深较浅时，可用板桩将透水层截断，并插入不透水层至少1.0m；若不透水层埋深很深，板桩长度可取为泵站{zd0}水头的0.7～1.2倍。
　　 3．定喷板墙
　　用高压定向喷射灌浆法构筑防渗板墙，是将特制水、气、浆三管喷射装置插入预先钻好的孔中，固定好喷射方向，然后边喷灌边晋升，依赖高速水气射流切割土层形成沟槽，利用压缩空气的掺搅升扬作用把大部门上层颗粒带出地面，并通过浆液的充填、渗透渗出、挤压和固结作用而形成具有一定宽度和厚度的防渗板。定喷板墙的厚度一般为5～13cm，单向喷射的有效宽度为1.5～2.5m，双向喷射为单向喷射的两倍。
　　 4.齿墙及截水槽
　　进出水池及泵房的上下游端均设有齿墙，以延长渗径，同时增加泵房的抗滑不乱。其深度一般为1.0～2.0m，当透水层较薄时，可用粘土或混凝土截水槽将透水层截断，截水槽嵌入不透水层的深度应不小于1.0m。
　　 5.排水及反滤层
　　排水举措措施一般是用直径1～2cm的卵石，砾石或碎石等铺在渗流溢出处，层厚20～30cm。为防止地基发生渗透渗出变形，在排水与地基接触处应设反滤层。反滤层和排水结合在一起，常由三层不同粒径的砂、砾石及碎石组成，粒径自下而上逐渐加大，每层厚度约20～30cm，反滤层长度一般为5～10m，反滤层上部设置铺盖，铺盖上设Φ5cm的排水孔，呈梅花形布置。
三.、进出水建筑物及泵房的裂痕处理
　　导致泵站建筑物钢筋混凝土裂痕的主要原因是两类荷载，一是外荷载产生的应力，包括外荷载的直接应力及因为外荷载作用产生的结构次应力，二是因为变形变化而引起的荷载，如结构因为温度变化导致的收缩与膨胀、地基不平均沉陷等因素。在洪涝劫难中，泵站进出水池、进出水流道和泵房裂痕主要是因为地基的渗透渗出变形所引起的，这种裂痕通常属于贯串性的，其走向与沉陷走向一致。裂痕修理方法的选择及裂痕的表面处理和内部处理的方法等详见本书第五章第二节。 关于流道的断裂加固和修复，目前实用的措施有：
　　 1.地基加固
　　(1)当流道所穿越的大堤堤身不高，断裂发生在管口四周时，可直接开控堤身或岸坡进行地基处理。
　　(2)当断裂发生在流道中部，全部开挖处理比较难题，且洞径较大时，可在洞内钻孔进行灌浆处理。灌浆前要将断裂处用混凝土、钢筋混凝土或钢环封锁好。
　　(3)在进行基础加固的同时，管身应设置沉陷缝。沉陷缝的止水结构一般用止水片和多层油毡组成。
　　 2.流道结构补强
　　对于产生大范围的纵向裂痕、严峻的横向断裂、以及局部冲蚀破坏的流道，凡是影响结构强度的均应采取加固补强措施，这些措施包括：
　　(1)加套管或内衬 合用于人工能在洞内操纵的情况，套管可采用铸铁管或钢管，内衬可采用钢板。
　　(2)外包加固 合用于埋藏不深、且直径较小的管道。可外包混凝土或浆砌块石、钢筋混凝土衬圈。
　　(3)顶管处理 当管道严峻破坏，且修复十分难题时，需另建新管，建新管可考虑采用顶管法，这是目前更换损坏管道的一种较好的方法。
四、大型泵站超驼峰运行
　　20世纪60年代兴建的大型排水泵站，大多数采用虹吸式出口水流道破坏真空的断流方式。在泵站设计时，按外江设计低水位沉没出口的要求确定驼峰顶部的高程，而当外江洪水泛起超驼峰水位时，则必需封闭流道出口的防洪闸，以防止江水倒灌。此时若排水区发生渍涝，即使水泵机组的扬程和功率能够知足运行要求，也无法开机排水。1998年长江洪水期，仅湖北省就有36座泵站因此而被迫停泵。
　　解决大型泵站超驼峰运行的挫折，归结起来就是解决以下两个题目:①在外江洪水位超驼峰的超常前提下，如何平衡安全地启动轴流泵机组；②安全可靠地断流以防止事故停泵时大量江水倒流及机组倒转泛起危害性的飞逸转速。在当真总结工程经验和多年科学研究的基础上，武汉水利电力大学泵及泵站教研室有针对性提出了压缩空气阻水断流的新技术。较好地，切实有效地解决了大型虹吸式出流的轴流泵站在超驼峰前提下正常运行的挫折。不仅安全可靠，而且经济实用。所谓压缩空气阻水断流即：通过适当的工程措施向虹吸管顶部注入压缩空气，把虹吸管出水侧管内水位压低到驼峰下缘高程。因为压缩空气保持不乱的压力，虹吸管内的水位不会上升，所以，既便开启防洪闸，江水也不会倒流导致水泵倒转，在闸门开启的情况下起念头组，跟着水泵转速和流量的增大，管内的空气相应由排气管排出。因为本方案设计了稳压排气管，从而限制了因起动过程中管内空气被上升的水体压缩造成过高的压力，致使水泵进入不不乱区而诱发的水泵机组的强烈振动。
这种技术1998年已分别在湖南和湖北两省的一些泵站应用，获得了满足的结果，例如湖北汉川县民院闸溃堤堵口后，汉江约有120m3/s流量流进内湖，起动汉川二站和汾水泵站的大型水泵机组向汉江排水，而汉川一站因为汉江水经超驼峰底{zd0}达2.7m，6台水泵不仅不能开机排水，因为流道出口防洪闸关不严，江水倒灌，倒灌流量约为30m3/s，相称一台单机功率为2800kW机组的排水量，单就耗电费一项计算天天约13000元，采用压缩空气断流，无需增加任何设备，原有的水环真空泵改作压缩机运行，用于改接管道的工时材料，估计不足1000元，而向驼峰注入压缩空气后，因为平衡了闸门正面的水压力，减小了闸门槽的摩擦力，在自重作用下，降落到位，只有少量漏水，避免江水大量倒灌。很好地配合抗洪斗争，取得了重要的经济效益和社会效益。
大型泵站超驼峰断流措施:
　　 1.压缩空气系统设计
　　根据建站以来超驼峰运行记实，泛起过{zg}的超驼峰水头为3.52米，因此要求注入管内的压缩空气达到3.52米的压力，江水不会通过虹吸管倒流，因为要求压缩的压力很低，不宜直接选用现有的空气压缩机，而是根据现场的前提和要求，专门设计了一种新型的射流压缩机。这种压缩机的特点是结构简朴，价格低廉，运行可靠，治理利便。压缩空气联接系统，该系统由1台IB150-125-250型离心泵(配17.5kw电机动)向射流压缩机供应压力水，压缩机吸入的空气与压力水混合，通过干管和闸阀向预备起动的机组虹吸管顶部注入水气混合流，水气在虹吸管内自动分离，气体会萃在虹吸管顶部，气压逐渐升高，直到水面气压达到相称于超驼峰水深的压力即可将防洪闸提起，水面气压由模拟外江水位的水池和排气管来控制，实际上是由排气管的沉没深度来控制水面的气压，水泵起动后气压升高，排气管即自动排气，排气流量随水泵流量的增大相对应。
　　 2.射流压缩机
　　射流压缩机的机能，根据计算，当压缩空气的压力达到0.36kPa，压缩空气流量Q=420m3/h，压缩空气流量也随压缩空气压力的变化而变化，估计管内空体积为200m3，起动一台水泵所需的压缩空气约60m3，考虑系统漏气损失，估计起动一台机组所需压气时间不超过10分钟。
　　 3.机组起动操纵程序
　　(1)检查虹吸管出口段是否充水至驼峰下缘。一般情况下因为闸门止水不谨防洪闸处于封闭状态下，出口段也会充水至驼峰下缘。
　　(2)起动泵房供水泵向蓄水池充水，充到60m3的水量。
　　(3)根据出水池水位与驼峰下缘离程之差Δh，向水池充水，使排气管沉没深度h=Δh+0.05m(0.05为考虑水面波动的安全值)。
　　(4)打开预备起念头组的闸阀。
　　(5)起动离心泵，射流压缩机开始吸气，并将水气混合液通过干管和闸阀注入虹吸管，当虹吸管内气压达到Δh即可开启防洪闸。
　　(6)起动轴流泵，当电念头达到牵入同步的转速时立刻堵截离心泵的电源，这样可以保持恒定的气压，防止溘然降压，虹吸管出口段的水翻越驼峰向内侧倒冲，增大水阻力矩，延迟机组牵入同步的时间。待虹吸管内空气xx排除后，机组即转入不乱运行，起动过程即告结束。
　　 4.机组溘然失电防止倒流倒转飞逸状态的措施
　　在正常情况下停机，一般是先将防洪闸部门封闭，在机组泛起振动或电机泛起超载的临界状态下迅速堵截主电机的电源，防洪闸在重力作用下封闭，预计可在水泵开始倒流之前关至终点。但是，假如发生事故跳闸或电网溘然断电，则闸门只能从断电开始着落，封闭活塞行程2.5米，按失电后8秒内封闭的要求，通过现场试验确定增加的配重，这种方案比增加蓄能罐的方案简朴可靠。
五、污物及清污
　　污物是指浮在水体表面和水体中的杂物，如水草、白色污染物、水块及其它杂物。近年来因为水体污染的加剧，水体富营养化程度进步，一些水生植物如水葫芦和一些藻类植物在引水渠道、前池等内部生长、繁殖异常迅速，严峻影响过水构筑物的过水能力。另外，废弃塑料袋、瓶、盒等白色污染物也危害猖獗，增加拦污栅水头损失，降低进水池的效率，增加泵站能耗，严峻时泵站不能正常运行。 从长期管理的角度来看，应堵住源头，会同有关环保部分，严格控制有关污染物的排放量改善水质。近期应着眼于改善泵站拦污栅的布置并对污物进行清理。
　　　(一)改善拦污栅的布置
　　拦污栅的型式和尺寸不仅影响工程投资和泵站能耗，而且对污物的清理有很大影响。如我国大型轴流泵站的拦污栅大部门是垂直设置在进水流道的入口处，因为利用了进水流道的隔墩作为支承，因而可以节约工程投资。但此类布置拦污栅处的流速较大，清污工作的危险性大，工作前提差，污物清理难题，并且污物的堵塞会直接影响水泵的进水流态，使水泵在偏离设计工况点工作，引起机组的振动和噪声。一般来说，拦污栅应布置在均匀流速为0.5～0.8m/s的断面上，以设置在引渠末端为宜，它比设在进水流道或进水池前安全。而且，因为引渠末端断面窄，工程投资省，同时也便于布置清污机械。
　　对拦污栅还要准确设计，其强度和栅距要适中。
　　　(二)清污方法及设备
　　目前，对污物的处理尚没有较好的化学和生物方法，一般是采用人工和机械的方法进行清理。人工清污主要用于水草和杂物未几的小型泵站。对大型泵站，应加大投入，设置专门的清污机械和相应的转运设备来处理污物。目前自动清污机主要有：自动耙式清污机、大型自动清污机、旋转滤网式清污机、牵引耙式清污机及牵引车式清污机等等。它们的特点及合用范围各不同，应结合实际情况来选用。
六、淤积及清淤
　　淤积主要指沉积在外江、内湖、渠道及进、出水构筑物等底部的泥沙、卵石和砖块等沉积物。在洪灾多发之地，因为水土流失的加剧和洪水的泛滥，很多江河和湖泊淤积严峻，部门河段的均匀淤积深度达每年0.5m。严峻的淤积危害了泵站的安全运行，有些泵站甚至不能运行。
　　有关清淤施工题目可参见水利电力行业尺度《疏通工程施工技术规范》，选择清淤设备时应考虑以下几个题目：
　　 1.被挖掘土的种类和性质；
　　 2.挖槽标准和排泥方法；
　　 3.疏通工程量和工程时间；
　　 4.挖泥船或其它挖泥设备的机能。
　　对挖泥船或其它的挖泥设备，目前应用于内河和湖泊的主要有泥斗式(机械式)和吸扬式(水力式)两大类。泥斗式包括铲斗式、抓斗式及链斗式等。铲斗式和抓斗式相宜于硬质土，但产量太低。链斗式对土质适应能力强，挖后水底平整，但所占水域面积大，须要铺助设备多，且振动和噪声很大，国外已很少使用。
　　吸扬式挖泥船主要分为绞吸式、潜水泵式、气升式及射流式等等。绞吸式挖深有限，但经济效益高，在海内外应用极为广泛。潜水泵式挖深适中，经济效益好，以往的电秘要封易损坏，工作可靠性差。但近代的潜水电泵机械密封技术有很大进步，再加上增加了良多监控设备，潜水电泵的可靠性和使用寿命有明显进步。气升式挖深大，对水底扰动小，但效率很低。射流式结构简朴、本钱低、挖深大、维护利便、便于自制，但效率稍低于绞吸式，它具有较好的实用价值。其它还有一些水陆两用及陆地上行走的挖泥设备。

二十、潜水电泵及紧急排水新技术
一、潜水电泵
　　潜水电泵是机电一体化高科技产品。近年来，因为潜水电泵在密封、绝缘、冷却和监控等技术有了长足进展，同时还成功地实现了水泵和出水管道的自动巧合，从而使大口径潜水电泵推广应用速度显著加快。因为潜水电泵站在节省工程投资、能够快速安装检验、运行前提大为改善、设备的可靠性和使用寿命明显进步。目前我国不仅出产和安装了大口径900mm以下的轴流泵和混流泵，也可以出产口径1.4m和1.6m的大型潜水电泵，为潜水电泵站的技术推广打下了良好基础。潜水电泵不怕水淹，又具有快速拆除和安装等机动性好的长处，能够应付水位猛涨、泵房沉没等各种突发事件，大型潜水电泵的问世，使泵站结构型式、安装方式、运行环境等发生了革命性的变化。与常规泵站比拟，潜水电泵站在低洼易涝地区的上风更加显著。同时，还有潜水排污泵和排沙泵等多种泵型，可及时xx排水河道淤积。
(一)　潜水电泵的特点
　　 1.泵站不怕水淹
　　对于低洼易涝地区，在堤防决口或超过设计尺度的特大暴雨降临时，排灌泵站常被水淹。一旦泵站的机电设备被水浸泡，清洗和烘烤等修复工作量很大，将会延迟排水时间，增加劫难损失。因此，常规泵站本身的防洪防潮题目也是十分重要的题目之一。但潜水电泵采用的是潜水电机，水泵机组可以在水下运行。所以，即使泵站被水沉没，只要电机不超载，水泵能在不乱区工作潜水电泵随时可投入运行。
　　 2.机组拆装快捷
　　以往的潜水电泵和出水管是用螺栓连接，主要用于深井提水、小型施工排水等。但近代的潜水电泵与出水管之间已经实现了自动巧合，在出水管固定的情况下，不需要螺栓便可快速安装和拆卸水泵机组，从而大大加快了机组的安装和检验速度。如河北省沧州的叶三拨泵站，每台常规的口径1.4m立式轴流泵机组安装时间为15～20天，而口径相同的潜水电泵只需1天。对于小型潜水电泵机组，安装拆卸就更加利便，有的只需1小时就可以安装或拆卸完毕。这对于防洪排涝等需要紧急拆装的泵站是十分有利的。
　　当前的大口径潜水电泵的主要安装型式有井筒式和导轨式二种。
轴流式和导叶混流式潜水电泵的主要安装方式是井筒式。井筒式又有悬吊式、弯管式、落地式、开敞式等，
另外，对于不同型式的进水流道。也可以采用井筒式潜水电泵。
　　 3.泵站工程投资省
　　泵站工程投资包括土建投资和设备投资。采用潜水电泵后，土建投资和设备投资均可降低。
　　　(1)土建投资。因为以下几方面的原因，潜水电泵站的土建投资比常规泵站节省30%～50%。
　　①潜水电泵机组可在水下运行，不怕风吹雨淋，可以省去泵房的上部结构；
　　②潜水电泵的机泵同轴，轴向尺寸小，机泵的起吊高度小，即使需要建造上部结构，其高度也比常规泵站低；
　　③对于需要备用机组的泵站，只需备用潜水电泵机组，无需增加备用机组的位置，从而可以减少泵房长度；
　　④潜水电泵站不需要供水泵、排水泵、真空泵、风机等辅助设备，泵房面积小，水工结构简朴。
　　(2)设备投资。因为潜水电泵的密封、绝缘、冷却等要求高，机组内的各种监控设备也较多，－故潜水电泵本身的造价通常均高于常规机组。但由于潜水电泵可以省去良多辅助设备，潜水电泵站的设备投资仍旧低于常规泵站。
　　 4.可靠性高、使用寿命长
　　和常规的泵站设备比拟，潜水电泵的辅助设备少，不仅可以简化操纵程序，有利于自动化，而且可以大大减少故障泛起的机率，从而使设备的可靠性明显进步。同时，由于近代的密封、绝缘、冷却等技术发展很快，使得潜水电泵不轻易发生故障。即使泛起密封泄漏、温升过高、绝缘下降等现象，各种传感器会及时把信号传出，并进行控制和保护，因此，潜水电泵具有较高的可靠性。
　　另外，因为潜水电泵的安装拆卸很利便，在非运行季节可以将其吊起，大大改善了机组的治理前提，从而可以延长长泵机组的使用寿命。
(二)　潜水电泵在紧急排水中的应用
　　借助水泵迅速排除低洼易涝地区的积水，是减少大洪水过后内涝积水的有效措施之一。近年来，将潜水电泵用于解除非常时期突发性洪涝劫难，正受到有关各界的特别关注。据了解。日本针对规模较小的河川，以排除内涝为主要目的，研制了移动式专用紧急排水潜水泵成套设备。随之而来的是紧急排水事来应运而生，还编制有紧急排水泵设备技术尺度。另外，1995年我国辽宁省沈阳市，开始研究装备有潜水电泵的移动排灌车，并在该年抗御辽河洪水中施展了重要作用。
　　 1.紧急排水的特点
　　所谓紧急排水，指的长短常时期突发而来、具有救急性质的排水任务。诸如：山洪暴发危急矿井、基坑安全，为不乱土体、防止滑坡等事故发生时的紧急排水；台风和暴雨袭击时，为保护低洼易涝地区免受内涝劫难的紧急排水等等。与一般排水任务比拟，紧急排水的特点在：
　　(1)任务急 紧急排水老是伴随突发性劫难天色而来，往往不可能提前做好预备工作。同时，假如紧急排水措施实施不力，其后果将是不勘设想的。所以，“紧急排水”也称之曰“救急排水”。
　　(2)尺度高 一般排涝泵站的设计尺度是设计一日暴雨1～3天排至作物耐淹深度，而紧急排水通常要求将超尺度的特大暴雨所造成的成灾内涝积水，在尽可能短的时间内排除，远远超过一般排涝泵站的设计尺度
　　(3)功课务件恶劣 台风、暴雨等突发性劫难到来时，伴随暴风暴雨而来的就是断电，无形中加剧了夜间抢排的功课难度，往往要求紧急排水要适应一无动力电源、二无明照明前提，且顶风冒雨的恶劣功课前提。
　　 2. 潜水电泵在紧急排水中的应用
　　为适应紧急排水的需要，有必要研制具备以下前提的成套设备。
　　(1)可移动 采用可移动的装置，以便必要时调用多处备用水泵机组，集中解决任务急、尺度高的紧急排水任务；或者将紧急水专用设备集中保管，设立紧急排水设备治理中央或紧急排水基地，根据需要随时调用。
　　(2)装卸简便 水泵机组要求结构紧凑、操纵简便，工作可靠，并且要求体积小、重量轻、搬移装卸简朴利便。
　　(3)通用性强 水泵机组要求部件通用性强，任何厂家出产产品的安装尺寸相同，零部件应能任意互换，以缩短现场安装时间，利便设备配套及维修治理。
二、紧急排水专用成套设备先容
　　沈阳市水利局与沈阳第二水泵厂联合开发研制CPBC-4500-1-2型移动式排灌车是一种新型的泵站形式。将潜水电泵、柴油机、发电机、出水管及其他辅助设备的均安装于带有起吊设备的汽车底盘上，不需要配套任何水工建筑物，可随时随地进行安装。它的研制开发和推广应用，彻底改变不传统的固定式排水站模式，变被动为主动，变固定为移动，可以{zd0}限度的施展设备的潜力。
　　该设备的主要特点如下：
　　(1)灵活机动，反应速度快 那里需要那里去，变被动等待为主动出击，便于应付抗洪救灾的突发事件；
　　(2)适应性强 不需要配套任何水工建筑物，出水管为胶管，可以随意选择站址，并且可以在无电源的场所正常功课；
　　(3)工程投资省 因取消了复杂的水工建筑物，大大降低了工程造价；
　　(4)便于治理 移动式排灌车可以集中治理，彻底改变了原来排灌设备置于荒郊野外，极易遭受人为和xx因素破坏的状况，有利于中小型机电排灌设备治理水平的进步。
　　(5)设备利用率高 该设备可用于紧急排水，也可以用于浇灌。在无浇灌又无排水任务时起吊设备还可用于泵站技术改造、大型工程的施工排水等，载重汽车还可以跑运输，经济效益和社会效益十分明显；该成果于1997年7月沈阳市科委组织的有武汉水利电力大学、水利部松辽委、辽宁省水利厅、沈阳市水利局等有关部分专家学者参加的技术鉴定，并获沈阳市农业技术推广一等奖，具有海内提高前辈水平，在某些方面达到国际提高前辈水平。文章来自：