隨著國家“一帶一路”發(fā)展規(guī)劃的提出和成功推進(jìn)，國內(nèi)工程總承包公司陸續(xù)拓展海外市場，但與此同時(shí)，海外市場的競爭也非常激烈，很多公司為獲得項(xiàng)目而采取特殊的模式承攬項(xiàng)目，如工程總承包+融資，兩優(yōu)貸款等。

埃塞俄比亞某4700t/d水泥生產(chǎn)線項(xiàng)目是為降低業(yè)主的資金壓力而采取的一種新的嘗試，即購買國內(nèi)二手水泥設(shè)備搬遷至埃塞俄比亞并異地重建，其中熟料生產(chǎn)線的設(shè)備(包括循環(huán)水泵房)購自位于內(nèi)蒙古烏海的某4500t/d熟料生產(chǎn)線項(xiàng)目。

本文以埃塞俄比亞某4700t/d水泥生產(chǎn)線的循環(huán)水泵及配套電機(jī)的選型設(shè)計(jì)為例，介紹了高海拔地區(qū)對水泵安裝高度及配套電機(jī)功率的影響因素，給出了水泵安裝高度及配套電機(jī)功率的選擇計(jì)算方法。該項(xiàng)目位于埃塞俄比亞的Rejji市附近，海拔高度為2520m，最熱月的平均溫度為23.3℃，最冷月的平均溫度為7.4℃。由于缺少Rejji市的極端最高氣溫?cái)?shù)據(jù)，本文以其附近的亞的斯亞貝巴的極端最高氣溫32℃作為參考。

本文中討論的埃塞某4700t/d水泥生產(chǎn)線的循環(huán)水泵，具體參數(shù)如下：型號為SLW200-400(I)，流量為280～520m3/h，揚(yáng)程為54.5～39m，水泵轉(zhuǎn)速為1480r/min，電機(jī)功率為90kW，必需汽蝕余量NPSHR為4m，2用1備。

由于循環(huán)水泵的型號已確定，現(xiàn)根據(jù)該泵的參數(shù)來確定水泵的安裝高度。水泵的允許吸上真空高度與必需汽蝕余量的關(guān)系見式(1)：NPSHR=H_g-H_z+V₁2/2g-H_s。

式中H_g為水泵安裝地點(diǎn)的大氣壓力(mH₂O)，與海拔高程有關(guān)，見表1；H_z為水在相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓力水頭，m，其值與水溫有關(guān)，見表2；V₁為水泵吸入口流速，m/s；H_s為允許吸上真空高度，m。

埃塞項(xiàng)目中單臺循環(huán)水泵的流量為288.3m3/h，揚(yáng)程為54.2m，水泵吸入口直徑為DN200，吸入口流速為2.38m/s，循環(huán)水泵樣本給出的NPSHR值為4m。另根據(jù)表1和表2可知，循環(huán)水泵安裝地點(diǎn)的H_g值為7.83m，H_z值為0.30m。根據(jù)式(1)可以計(jì)算出H值為3.82m。

當(dāng)水泵采用非自灌式充水時(shí)，水泵的安裝高度如式(2)所示：Z_s=[H_s]-(V₁2/2g+∑h_s)。

式中Z_s為吸水高度，m；[H_s]為實(shí)際采用吸上真空高度，m，為考慮安全一般采用[H_s]≤(0～90)％h_s；∑h_s為吸水管沿程和局部水頭損失之和，m。

已知水泵吸水管直徑為DN300，吸水管流速為1.05m/s，經(jīng)計(jì)算可知吸水管管路損失∑h_s為0.28m。[H_s]值按H_s的90％取值，據(jù)式(2)可計(jì)算出Z_s值為2.87m。

雖然計(jì)算出的水泵安裝高度為2.87m，即水泵軸線安裝高度可高于吸水處水位2.87m，但水泵不可能一直在最佳工況點(diǎn)運(yùn)行，若水泵工況點(diǎn)向右偏移時(shí)，則水泵的NPSHR將超過4米，從而使水泵的安裝高度降低。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對水泥生產(chǎn)線的運(yùn)行非常重要，若循環(huán)水泵出現(xiàn)故障而不能供應(yīng)循環(huán)冷卻水，則原料磨、水泥磨、煤磨、回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備因無法冷卻而不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了保證循環(huán)冷卻水供水的安全性，并結(jié)合埃塞當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，水泵采用自灌式充水，循環(huán)水池采用地上水池，最低水位設(shè)為2.30m，比水泵軸線安裝高度值0.66m高出1.64m。

海拔高度超過2000m的地區(qū)劃為高原地區(qū)。高原氣候的特征是氣壓、氣溫和絕對濕度都隨海拔增高而減小，高海拔地區(qū)宜采用相應(yīng)的高原型電器，普通型低壓電器的安裝地點(diǎn)的海拔不超過2000m。另《水泥工廠設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50295-2016第6.1.11條第2款及其條文說明中規(guī)定，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的熱量是通過其本身所附帶的風(fēng)葉及時(shí)排除的，在高原空氣的密度降低，冷卻作用降低，所以選用電動機(jī)時(shí)對出力應(yīng)作校正。確定電動機(jī)功率時(shí)應(yīng)考慮電機(jī)使用條件對電機(jī)的影響，電動機(jī)用于海拔超過1000m或環(huán)境溫度超過40℃、相對濕度超過95％時(shí)，應(yīng)計(jì)算電機(jī)功率的降低程度，以滿足使用要求。

3.1 高海拔對絕緣介質(zhì)強(qiáng)度的影響

海拔升高，空氣密度降低，造成絕緣強(qiáng)度降低。一般海拔每升高100m，絕緣強(qiáng)度約降低1％。

3.2 高海拔對電氣間隙的影響

低壓電器的電氣間隙和漏電距離的擊穿強(qiáng)度隨海拔增高而降低，其遞減率一般為海拔每升高100m降低0.5％～1％，最大不超過1％。

(1)高海拔地區(qū)由于大氣壓強(qiáng)低、空氣密度低、水的飽和蒸汽壓力受溫度變化影響，導(dǎo)致水泵的安裝高度與平原地區(qū)存在較大的差異。為了避免水泵出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，保證水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通常高海拔地區(qū)的循環(huán)水泵采用自灌式充水。

(2)高海拔地區(qū)對電機(jī)的絕緣、溫升和功率等均有較大的影響，電機(jī)需要考慮降容使用。

(3)高海拔地區(qū)使用的水泵應(yīng)選擇必需氣蝕余量小的水泵，選擇水泵配套電機(jī)時(shí)應(yīng)通過計(jì)算電機(jī)功率降低值和溫升影響以選取適合的電機(jī)。

作者：王洲亞1，秦江江2

來源：《1中國建筑股份有限公司國際工程分公司

；2中材海外工程有限公司》

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