張運森，吳雁，唐鳳君，曾憲勝
（攀枝花新鋼釩公司動力廠， 四川攀枝花 617062）

　　摘　要：針對高含沙水深井泵站在運行中出現(xiàn)的取水口積沙、井筒內(nèi)積沙、深井泵壽命短、引水閥關不嚴等問題，提出了相應的解決方案并進行了綜合治理和改進，取得了良好效果。
　　關鍵詞：高含沙水；深井泵站；綜合治理
　　中圖分類號：TU991.35
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)09-0086-02

　　攀枝花新鋼釩公司動力廠的深井泵站位于金沙江畔，在洪水期擔負著全公司的生產(chǎn)取水任務，其設施布置見圖1。

　　由4根DN1200的引水管將江水引入兩個直徑為18m、深為30m的井筒內(nèi)，在每個井筒中安裝10臺30JD-19*3型長軸式深井泵(Q為1440m³/h、H為800kPa)，以將高含沙水打入水處理廠。金沙江水在洪水期的含沙量最高可達24kg/m³，其中粒徑為0.1mm以上的粗顆粒沙達30%以上，同時上游渣場的大量礦渣也順流而下到達深井泵站的取水口，使深井泵站在投產(chǎn)一個月后即因積沙而陷入癱瘓狀態(tài)，嚴重威脅著攀鋼二期工程的投產(chǎn)。

1 對取水口積沙(渣)的處理

　　在深井泵站投運后的第一個洪水期，取水口在幾天內(nèi)即發(fā)生淤死現(xiàn)象，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)這是由于上游凸嘴和該處河道的形狀使取水口正好處于淤積區(qū)。解決措施如下：
　　①炸掉上游凸嘴和部分礁石并削去左邊的一處邊坡，其主要目的是讓上游來水不繞流凸嘴和暗礁而偏向于取水口所在的左岸，加快取水口處的流速以減輕該處的沙淤積；
　　②對取水口附近的河床進行清淤以使河床形狀與河流流態(tài)、流速相吻合，盡可能地減少淤積，同時清淤后的河床與取水口具有一定的高差，做到“門前清”；
　　③在取水口的對岸建一座下挑丁壩，其軸線與右岸的夾角為60°，壩頂高程為995m(取水口高程為990m)，壩長近80m，丁壩的強制阻水使河流主流移向取水口所在的左岸。
　　方案實施后，取水口附近的河床再也沒有發(fā)生過嚴重的淤積事故，基本做到了不淤不沖。

2 對井筒內(nèi)積沙的處理

　　江水從引水管進入井筒后，因流速大大降低而使粗顆粒沙和礦渣很快就沉積下來并造成井筒被淤死，只能靠人工挖沙來維持生產(chǎn)。對此采取了如下措施：
　　① 增加中水位取水口
　　在洪水期，當江水水位上漲時上層水中的含沙(渣)量較大，而當其穩(wěn)定流動和水位回落時則下層水的含沙(渣)量增加，故在上游井筒高程為994m、下游井筒高程為995m處增加中水位取水口并于取水口外安裝一個孔徑＜14mm的鋼板濾罩以防止粒徑＞14mm的渣進入井筒。
　　② 增設特制的排沙器
　　為排除引水間和吸水間死角位置的沙，根據(jù)氣、水、沙(氣相、液相、固相)三相混合后密度降低和受壓的空氣減壓后體積膨脹的原理制成了一種壓氣排沙器(見圖2)，只要將水位提高并保持一定的淹沒比(排沙高度和水位高度之比)，即使是粒徑為30mm左右的礦渣也能被排走。在每個井筒的死角和易積沙區(qū)加裝5～6個壓氣排沙器，同時配建一個空壓站及相應的壓氣管路、排沙管路和溝渠等。

　　③ 在井底增加反沖沙系統(tǒng)
　　在易積沙區(qū)和泵頭下部加裝管路并設置一定數(shù)量、不同角度的噴嘴，當積沙達到一定程度后(通過測沙位而獲得)即在管路中通入高壓水，噴嘴噴出來的水攪動泥沙，泥沙可以通過下述方法排出：
　　a.深井泵抽走；b.將井筒內(nèi)水位提高到一定的程度(外部灌入)后突然打開引水閥，使井筒的水和泥沙在壓力作用下順引水管反沖入江中；c.特制的排沙器排走。

3 對部分設備的改造

　　由于泥沙的磨損和堵塞，還造成了深井泵運行壽命短(平均運行壽命僅為3000h左右)、DN1200引水蝶閥關閉不嚴等問題。
　　① 深井泵
　　經(jīng)分析，沿傳動軸的徑向橡膠軸承(8個)易被損壞是造成深井泵壽命短的根本原因。
　　徑向橡膠軸承的損壞有兩個方面的原因：a.軸承冷卻水管經(jīng)常被震斷，因在水下又不易被發(fā)現(xiàn)，故高壓冷卻水不能進入橡膠軸承，這不但使發(fā)熱的軸承得不到冷卻，而且含大量泥沙的江水還會進入軸承從而加快軸承的磨損；b.橡膠軸承的耐磨性能有待提高。
　　因橡膠軸承的冷卻水管均采用剛性連接，故其應力集中部位就會因疲勞而斷裂，為此將水管都換為高壓橡膠軟管。另外為保證徑向軸承的耐磨性能，將其改造成兩種材質(zhì)的復合體(與軸承接觸的內(nèi)圈采用填充聚四氟乙烯制作，外圈采用橡膠制作)，這樣既保證了徑向軸承的韌性也保證了其耐磨性，還降低了成本。改進后泵的壽命達到了10000h左右。
　　② 引水蝶閥
　　在引水管上安裝了4臺DN1200引水蝶閥。蝶閥的橡膠密封圈易脫落且因閥門裝于水下而無法更換，另外其閥板易被水中雜物和渣石卡住而出現(xiàn)關閉不嚴的問題。為此以閘閥替代蝶閥作引水閥，考慮到閥門只需具有有效關閉的功能即可，故在閥板正下方的閥體上開一200mm×960mm的方孔并均分成四格，以使沙(渣)通過此孔掉入井內(nèi)而不會沉積于此，此外在閥體的中部引入一高壓水管(也可通入壓縮空氣)沖洗此孔，以沖走沉積物且不會影響閥門的關閉。

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　　收稿日期：2002-02-22