大型泵在新加坡Marina Barrage水坝工程中的应用

【时间:2009-1-24】    【字体:  】    【打印】    【收藏】    【关闭

新加坡国家水务局的Marina Barrage水坝工程不仅包括修建一个水坝,还将提高供水质量,缓解河水泛滥。这是一项需要使用大流量泵的工程,水务局已为该工程选定一系列技术先进的大流量排水泵。
 
 

        投资2.26亿美元的Marina水坝工程目前正由新加坡国家水务局PUB兴建。PUB是新加坡环境和水资源部下属的法定部门,是负责综合管理该国供水、集水和排水的水务部门。
        该水坝横跨350米宽的Marina运河,将成为新加坡第15座水库以及该城市的第一座水库。建成后的水库将由新加坡河、Geylang河以及Kallang河供水。通过将海水维持在外,水库中的水最终将转变为淡水。凭借该淡水水库还有其他水库系统,到2011年,新加坡三分之二的陆地将成为蓄水池,目前该岛的二分之一用于蓄水。
        该水坝用于控制洪水,并将用来防止城市较低区域遭受海水和潮汐的危害。大雨期间,如果水库中有任何多余的水,水坝的9个不锈钢门将被放低。如果大雨伴随着高的潮汐,排水泵会将水排出。因此,排水泵非常重要,特别是在新加坡一年一度的两个雨季期间。 
        
 

图1. 新加坡Marina Barrage水坝的各种结构

        
        最大的低扬程泵
        该项目主要承包商Koh Brothers Building & Civil Engineering Contractor有限公司在2008年完成项目后,Marina拦河坝将配备世界上流量最大的低扬程泵。这些立式轴流泵每台流量达40 m3/s,相当于在一分钟内可以排干一个50米长、25米宽、2米深的奥林匹克游泳池。七台排水泵总的泵送流量为280 m3/s。该排水泵送系统由Metax公司供应,由一台泵、电机和变速箱组成,变速箱可以将电机转速从982 rpm降低到120 rpm。
        安装在该排水泵站的排水泵由荷兰泵业专家Nijhuis公司设计。每台排水泵由全球几个国家制造的部件组成,在荷兰工厂内组装而成。每台泵的直径为3.2米、高度为7.5米、重28吨,安装在排水泵站的混凝土泵壳内。
        计算流体动力学(CFD)和物理模型用于设定泵的入口和出口通道参数,确定不同运行条件下的动力学压头状态,确保无气蚀。泵的入口和出口通道以同样方法设计,水不会渗入。
        泵、电机、变速箱和建筑结构上还进行了振动模型试验,确保泵系统不会对建筑结构产生振动。 
        
 

图2. 即将投入使用的排水泵,包括辅助系统。

        
        泵的辅助系统
        每台泵装配有一个气动虹吸断路系统,它在泵停机后切断排水泵的虹吸,防止回流。虹吸断路系统的另一个好处是节能。泵经历虹吸效应并达到稳定的运行状态后,运行功率从1.6 MW显著降低到1 MW。
        一个振动监测系统用来自动保护运行中的排水泵设备(每个泵的上壳安装有一个传感器,每台电机上两个传感器,每个变速箱上三个传感器)。每台排水泵还有一个冷却水系统,用于冷却电机和变速箱。该冷却水系统由开环热交换器系统(Marina水库提供冷却水)和闭环再循环水系统组成。
        泵组件由采用牺牲阳极的阴极保护措施来保护,损耗的阳极5年后将被替换。
        100 mm孔径的栅状筛子会去除水库中大的碎石,防止泵的叶轮受到磨损,从而延长泵的使用寿命。
        泵的停机日志提供给排水泵站用于泵的维修。泵可以在排水泵站使用35吨的活动起重机来拆卸和安装。
        该系统还具有一个监控和数据采集系统,用于实时监测和控制排水泵。另外还有一个预警性的水坝运行系统,实时处理水文和气象数据,预报降雨和溢流。
 

图3. 正在建设中的Marina Barrage水坝

        Marina水坝还设计有一个功率管理系统,三台4.3 MW 6.6 kV的柴油发电机为两台以上的排水泵补充电力,降低了电力公司每个月的能量输出。这些发电机还可以作为电力故障期间的备用电力供应。

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