1概述
在泵站設計，運行管理等方面，對設備防凍應給與足夠重視，避免因嚴寒造成設備損壞，因而造成不必要損失。
2嚴寒造成設備損壞的原因
冬季嚴寒造成設備損壞的原因主要是，設備及管路內(nèi)部充滿水，冬季溫度降低，水凍成冰膨脹，造成設備及管路破裂。因此必須采取措施，使設備及管路內(nèi)部水不至于凍成冰，或者排除設備及管路內(nèi)部的水，避免設備的損壞。
3.泵站冬季防凍措施
下面介紹不同形式泵站的幾種防凍措施。
3.1潛水電泵
采用潛水電泵的泵站，一般采用鋼制或混凝土井筒，自動耦合安裝，安裝拆卸簡單。在出水管末端裝設拍門或閘門，冬季泵站不運行，泵體經(jīng)井筒蓋吊出，關閉出水管末端拍門或閘門，出水管內(nèi)水經(jīng)井筒倒流至進水池，井筒水下部分內(nèi)外均是水，膨脹系數(shù)一樣，不至于凍脹破裂，泵站防凍安全可靠。
3.2離心式水泵
采用離心式水泵的泵站，盡量采用抽真空啟動方式，這樣在吸程允許下，既可以抬高水泵的安裝高程，減少土建開挖，停泵后進水管及泵殼內(nèi)大部分水又可倒流回進水池，避免冬季凍脹。
出水管的防凍，若出水池水可排空，出水管內(nèi)水放空既即可。若出水池水無法排空，則需在每臺水泵出水管內(nèi)末端加設閘門或拍門，冬季關閉，放空出水管內(nèi)積水。
若泵站采用自充水啟動方式，可采用電加熱方法防凍，即關閉進水管檢修閥門及廠內(nèi)出水管路最后閥門，兩閥門內(nèi)設備及管路內(nèi)積水放空，進水管閥門及閥前廠內(nèi)管路，出水管閥門及閥后廠內(nèi)管路采用電加熱，防止管內(nèi)水凍冰。
3.3立式混流泵，軸流泵
3.3.1濕式結(jié)構
廠房濕式結(jié)構廠房多為中小型泵站，采用喇叭口進水，水泵基礎在水下，水泵整體及出水彎管部分均淹沒在水中，由于水泵及管路內(nèi)外均為水，冬季凍在冰內(nèi)不至于造成設備損壞。
3.3.2干式結(jié)構
廠房干式結(jié)構廠房水泵基礎在水上，水泵層為密封，水泵層以上為干式。水泵泵殼一部分及出水管置于水泵層以上，必須保證此部分泵殼及出水管內(nèi)部有水又凍成冰。該形式泵站有以下幾種防凍措施。
1）水泵層充水防凍中小型干式結(jié)構廠房泵站，水泵層不布置機電設備，冬季停泵后，在水泵層充滿水，與進水池水位同高，使水泵整體及出水彎管部分均淹沒在水中，變成濕式結(jié)構廠房，不會造成設備損壞。春季氣溫升高，排除水泵層積水，恢復為干11第4期（第335期）吉林水利2010年4月式結(jié)構廠房，有利于設備運行維護。
2）電伴熱帶加熱保溫電伴熱帶加熱保溫，即在水泵層以上泵殼及出水管路充水部分纏繞自限溫電伴熱帶，外加保溫層。
電伴熱帶技術主要是運用高分子導電塑料為發(fā)熱元件，采用并聯(lián)線路設計，使每根伴熱電纜內(nèi)母線之間的導電電阻，發(fā)熱功率隨溫度的變化而變化，實現(xiàn)了電纜自身的溫度感應和全自動的溫度調(diào)控。
自限溫電伴熱帶周圍的溫度降低時，導電材料的分子收縮，分子間的碳碳鍵間距變小，從而材料的電阻減小，流經(jīng)材料的電流增加，使得伴熱電纜的輸出熱量增加。周圍溫度升高則反之。
自限溫電伴熱帶原理，結(jié)構自限溫電伴熱帶的選擇，按照管道所在地區(qū)的冬季最低溫度與所需維持的管道溫度（一般水管道防凍設定為5）的溫差值，計算管道所需維持溫度下的熱損失量。根據(jù)相所設計的管道直徑，選用的保溫材料及厚度，一般保溫材料采用巖棉，保溫厚度50mm.根據(jù)管道的熱損失量，查找自調(diào)控伴熱的特性曲線，按所需維持溫度下的伴熱電纜的發(fā)熱功率大小，選擇自調(diào)控伴熱電纜的型號和長度。要求電伴熱電纜在所需維持溫度的發(fā)熱功率比管道或容器的熱損失量多于20%以上。
該方案運行維護簡單，但從節(jié)能角度不經(jīng)濟。
3）冬季防凍排水防凍排水，即冬季排空水泵進出水流道內(nèi)積水，防止凍脹，損壞設備。此方案需要在每臺水泵進水流道進口和出水流道出口均設置一道閘門，冬季停泵，關閉進出口閘門，排空流道內(nèi)積水，同時必須考慮隨時排除流道內(nèi)閘門漏水。防凍排水可與檢修排水同時考慮，共用一套設備管路。
檢修及防凍需設置一集水井，在每臺水泵進水流道最低點設置排水管及相應排水閥，排水管經(jīng)排水總管或排水廊道排水至集水井。冬季排空流道內(nèi)積水，打開每臺機組流道排水閥門，使閘門漏水及時順暢的排至集水井，集水井內(nèi)設排水泵，由液位信號器自動控制。
設計及施工時，排水管及總管或排水廊道要有一定坡度，保證排水暢通，及時，閘門漏水不至于存留在流道內(nèi)，凍死排水管路，造成設備損壞。
此方案運行維護簡單，經(jīng)濟合理，故多數(shù)泵站采用。
4.結(jié)語
寒冷地區(qū)，冬季設備防凍是個不可忽視的問題，無論是設計，施工還是運行管理，必須引起足夠重視。應根據(jù)各泵站不同特點及實際情況，采取切實有效的防凍措施，做到即經(jīng)濟適用，又安全可靠。
潛水電泵冬季防凍較簡單，安全可靠，從泵站選型考慮，可盡量采用；離心泵需采用排除泵及管路內(nèi)積水的方法防凍；小型立式軸流，混流泵可采用濕式廠房結(jié)構或采用冬季水泵層充水的防凍方法；大中型立式軸流泵，混流泵可采用電伴熱帶加熱保溫的方法或流道排水的防凍方法。
電伴熱帶簡單可靠，但不經(jīng)濟；流道排水的防凍方法，經(jīng)濟適用，推薦采用，但從設計和施工考慮，必須保證排水通暢，避免排水不暢造成凍脹，損壞設備。 |