摘 要：登盆水库工程提水泵站优化设计中，充分考虑工程区地形条件、水库特征水位和受水区分布特点等因素，从水泵台数、水泵形式、水泵布置、水锤等方面进行了详细论证分析，优选与工程相匹配的主泵及附属设备，确保提水泵站发挥其应有的水资源高效利用和运行经济效益。
关键词：提水泵站；水利机械；附属设备；流量
1 工程概况
根据受水区分布特点，及水库的特征水位，庆云乡与登岜地理位置高程较高，需要水泵提水，故庆云乡在坝后修建装机容量2×75kW的庆云乡提水泵站，将水提至723.3m高程的高位水池中，控制庆云乡，以及浮里、转珠等的人饮用水。登岜位置用水可以考虑在下游右岸灌区取水，设装机容量2×11kW的登岜提水泵站，将水提至653.3m高程的高位水池中，亦控制登岜的人饮用水。两个泵站主要任务是乡镇及农村生活饮水。
2 提水泵站水力机械优化选型
2.1 基础资料
（1）庆云乡泵站：校核洪水位541.92m，水库最高运行水位
541.92m，正常水位540.00m，设计运行水位539.64m，最低运行水位522.87m，死水位522.00m。出水池水位：设计水位723.30m，最低运行水位720.30m，上水管线长560.00m，管径0.15mm，流量0.0157m3/s，水力损失6.04m，SQ2=24499。最高净扬程200.43m，设计净扬程183.66m，最低净扬程：178.38m。（2）登岜泵站：进水池设计水位513.3m，进水池最低水位510.3m，出水池设计水位653.3m，出水池设计水位650.3m。上水管线长720.00m，管径0.08mm，流量0.003m3/s，水力损失8.1m，SQ2=899619。最高净扬程143.0m，设计净扬程140.0m，最低净扬程137.0m。
2.2 水泵台数选择
两个泵站的提水流量分别是0.0157m3/s和0.003m3/s，流量都较小，利用小时数较高，每个泵站考虑设置一台备用泵。庆云乡泵站提水流量较小，采用两台工作泵，每台泵的额定流量为0.00785m3/s（28.26m3/h），流量更小，采用两台工作泵意义不大，同时小型水泵的效率方面有所降低，所以推荐水泵台数为两台（一用一备）。登岜泵站的流量比庆云乡泵站更小，所以机组台数也采用两台（一用一备）。
2.3 主泵及附属设备选择
2.3.1 水泵型式的选择
（1）庆云乡泵站。根据用水的流量和扬程，庆云乡泵站水泵可选单吸多级离心泵，由于卧式布置安装和检修较为方便，水泵优选卧式布置。水泵型号选择为KQW100×-20×10，设计扬程为200m，设计流量为72m3/h（0.02m3/s）流量稍大，但是由于该泵较小，为了泵站提水可靠性，预留适当余量。（2）登岜泵站。登岜泵站提水流量也较小，水泵也优选卧式布置，水泵型号选择为KQDW50-15×10，设计扬程为150m，设计流量为12m3/h（0.0033m3/s）。
2.3.2 附属设备选择
多功能水泵控制阀：为控制水锤及满足机组关开、停机运行要求，水泵出口设置多功能水泵控制阀。（1）庆云乡泵站：型号
JD745X-40，公称直径DN100mm，公称压力4.0MPa。（2）登岜泵站：型号JD745X-25，公称直径DN50mm，公称压力2.5MPa。
水泵进出口检修阀：为机组检修方便，水泵出口设置出口检修闸阀门，出口检修阀门设在多功能泵控制阀之后。水泵进口检修闸阀。（1）庆云乡泵站：进口检修闸阀，公称直径DN150mm，公称压力1.0MPa；出口检修闸阀，公称直径DN100mm，公称压力4.0MPa。（2）登岜泵站：进口检修闸阀，公称直径DN65mm，公称压力1.0MPa。出口检修闸阀，公称直径DN50mm，公称压力2.5MPa。
2.3.3 辅助设备选择
泵站主厂房设起吊设备，在庆云乡泵站设置一台2.0t电动单梁桥式起重机，在登岜泵站设置1.0t手动葫芦。排水系统：在泵房内设置有排水沟，排至泵房外。水力量测系统：设置进水总管压力、水泵进口压力、电磁流量计、水泵出口压力，出水池水位等组成水力量测系统。
3 水泵安装高程及水锤计算
3.1 水泵安装高程
3.1.1 庆云乡泵站
根据查水泵样本，并根据本泵站的运行工况，水泵的（NPSH）r为2.8m，吸水管线的水力损失为0.5m，现场条件下的大气压力水头为9.4m，现场水温度下的汽化压力水头0.33m。经计算水泵吸程Hs=9.4-0.33-0.5-2.8-0.3=5.47m。水泵的吸程较大，但是该泵在启动前均需要充水，在吸水管前需设置底阀，底阀的容易被卡，可靠性较差，泵站具有淹没进水条件，不设置底阀，根据现场地形条件，水泵安装高程499.2m。
3.1.2 登岜泵站
经计算水泵吸程Hs=9.4-0.33-0.5-2.9-0.3=5.37m。跟庆云乡泵站一样，泵站具有淹没进水条件，不设置底阀，水泵安装高程512.79m。
3.2 水锤计算
3.2.1 庆云乡泵站
泵站出水主管长560m，直径为0.15m。确定水锤计算参数如下：泵的最高反转速≤1.2倍额定转速，超过额定转速的持续时间不超过2min；最高压力不超过水泵出口压力的1.3～1.5倍。采用Pipe2000计算机仿真软件进行计算。
稳态分析：通过软件模拟分析，稳态运行时水泵扬程能满足水力坡降要求。
瞬态分析：（1）水泵出口只设置多功能水泵控制阀，控制阀的关闭规律为，第一段关闭时间为2.0s，关阀门90%，第二段关闭时间为10.0s，阀门关闭剩余的10%。经软件分析计算，整个输水线路在上半段出现负压现象，水泵出口止回阀处的最高压力为397.9m，大于1.5倍的水泵设计扬程，泵站需要另外设置水锤防护设备才能满足设计规范的要求。（2）水泵出口设置多功能水泵控制阀，增加设置空气阀，控制阀的关闭规律同上。经软件分析计算，整个输水线路在无负压现象，水泵出口止回阀处的最高压力为227.7m，小于1.5倍的水泵设计扬程，水泵机组不反转，不倒流。
3.2.2 登岜泵站
泵站出水主管长720m，直径为0.08m。水锤计算参数与庆云乡泵站一样，采用富泽清治停泵水锤法进行计算，水泵出口最高压力当不设水锤防护措施时，最高水锤压力为201m，小于1.5倍设计扬程的压力，满足要求，水泵不反转。
稳态分析：通过软件模拟分析，稳态运行时水泵扬程能满足水力坡降要求。
瞬态分析：水泵出口只设置多功能水泵控制阀，控制阀的关闭规律为，第一段关闭时间为2.0s，关阀门90%，第二段关闭时间为8.0s，阀门关闭剩余的10%。通过软件的分析计算，整个输水线路不出现负压现象，水泵出口止回阀处的最高压力为179.7m，小于1.5倍的水泵设计扬程，水泵机组不反转，不倒流。故登岜泵站不需要另外设置水锤防护设置。
4 结束语
登盆水库工程提水泵站水力机械优化选型和水锤计算分析设计中，充分结合工程区地形条件、水库特征水位和受水区分布特点等因素，优选实践检验成熟可靠的技术方案、设备型号和运行方案，为提水水泵高效率利用水能资源和安全稳定运行提供中重要技术指导。
参考文献
[1]王念慎，罗建群，宋莉，等.多功能水泵控制阀对水锤的防护作用[J].中国给水排水，2007，23（02）：103-105.
[2]张本秋，杨志，王力军.水泵选型应注意的几个问题[J].黑龙江水利科技，2007，35（02）：69.
作者简介：杨朝碧（1990-），女，贵州省思南县人，大专，助理工程师，主要从事水力机械设计工作。
