大型燈泡貫流泵機組為臥式布置,進、出水流平順貫通,具有水流條件好、水力損失小的優點,可在泵站揚程較低的條件下獲得較高的裝置效率,是(特)低揚程泵站的首選泵型。南水北調東線第一期泵站工程的主要特點是調水流量大、揚程低和年運行時間長,為盡可能地減少能源消耗、獲得較高的經濟效益,數座低揚程泵站擬采用燈泡貫流泵。目前,國內水泵廠家及科研單位對大型燈泡貫流泵的設計、制造等方面的水平與國外先進水平相比存在一定差距,因此,選擇在燈泡貫流泵設計上技術領先的日立泵制造(無錫)有限公司開展大型燈泡貫流泵的研制工作顯得十分必要,對南水北調藺家壩泵站的成功建設奠定重要基礎。
課題以研究燈泡貫流泵的水力性能和結構性能為主,為確保機組高效、穩定運行,對其所涉及的關鍵技術和疑難問題全面進行了深入的研究,最終完成機組的設計、制造。主要包括:(1)大型燈泡貫流泵裝置的結構設計:主要完成了機組的整體布置、燈泡體內的設備布置、水泵葉片調節機構的選擇與布置、機組傳動方式、軸承型式、主軸密封裝置、燈泡體的支撐結構及其體內的散熱、通風方式等方面的研究工作,使大型燈泡貫流機組具有整體布置緊湊、水力性能優良且便于機組設備的安裝、檢修和維護的特點;(2)大型燈泡貫流泵裝置的水力優化設計:應用先進的CFD(計算流體動力學)技術與裝置模型試驗相結合,優化設計燈泡貫流機組過流型線、計算出不同流量情況下的水力損失值及設計工況下流道的流場分布和壓力場分布情況,并通過裝置模型試驗進行水泵裝置相關特性參數的驗證;(3)完成機組的安裝、調試和試運行,通過現場測試驗證機組的各項性能。
成果的先進性:
(1)采用了行星齒輪減速箱、機械式葉片全調節機構、1套雙向球面滾子推力軸承及2套徑向導軸承的軸系支撐形式、迷宮與圍帶相結合的主軸密封裝置,保證了機組運行穩定可靠;
(2)采用CFD計算出流道不同部位的水力損失值,分析出流道優化工作的關鍵點,將進出水流道水力損失降至最低;
(3)經裝置模型試驗驗證,藺家壩泵站燈泡貫流泵裝置在2.4m揚程下,泵裝置效率達到78.3%,為國際領先。