周 丽，马尚男

（1.嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔 161005; 2.松辽委水文局嫩江水文水资源中心，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

尼尔基工程真空激光泵排气管的优化改造

周 丽1，马尚男2

（1.嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔 161005; 2.松辽委水文局嫩江水文水资源中心，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

由于真空激光准直系统能同时观测各测点的水平和垂直位移，具有高精度、作业条件好、不受外界温度湿度和观测时间的限制等特点，因此被广泛应用于大坝安全监测的变形测量中。在该系统中，必须保证管道内气压控制在一定范围内，从而使激光接收装置上测得的大坝变形值更接近真实，因此抽真空设备的正常运行是系统运行的前提。文中介绍了尼尔基水利枢纽抽真空设备运行中发现的问题及提出的优化改造方案。

尼尔基；真空激光泵；优化改造

1 尼尔基真空激光准直系统简介

真空激光准直系统能同时观测各测点的水平和垂直位移，具有高精度、作业条件好、不受外界温度、湿度和观测时间的限制等特点，因此被广泛应用于大坝安全监测的变形测量中。尼尔基水利枢纽真空激光准直系统是波带板激光准直装置和真空管道系统的结合，即装有波带板装置的测点箱与适合大坝变形的软连接的可动真空管道联成一体，其中真空管道系统包括真空管道、测点箱、软连接段、两端平晶密封段、真空泵及其配件。为了监测溢洪道闸墩、厂房的垂直位移，利用激光准直测坝系统同时观测水平位移与垂直位移的特点，布置2条激光准直测坝系统，观测溢洪道与厂房的垂直位移。同时，在厂房、溢洪道两端分别设置了双标倒垂孔，作为校核基点，其中溢洪道真空激光测点12个，厂房段真空激光测点17个。

要保证真空激光测量的精度和准度，必须保证管道内的气压控制在一定范围内，一般控制在30 Pa以下。抽真空设备的良好运行是保证整套系统良好运行的前提，该设备由抽真空控制屏、真空泵、电磁阀、冷却循环水、真空检测仪表等组成。每次进行数据采集前，首先检查真空泵油和循环冷却水是否达到标准，检查完毕达到启动抽真空标准后，通过抽真空控制屏启动抽真空，此时的流程如下：启动循环水→启动真空泵→开启电磁阀→抽气正常运行→检查真空检测仪表→达到要求→抽真空结束，此后进行观测。

2 优化改造

该系统选用的真空泵是2X-30型旋片式真空泵，主要部件有泵体、转子、旋片、端盖、弹簧、传动带等，真空泵使用1号真空油或称1号机械油，传动带型号为B-1499。

在真空泵的运行过程中，工作人员发现真空泵油消耗异常，立即查找原因，解决问题。通过查找相关资料及认真分析真空泵抽真空运行原理及其构造特点，结合现场进行多次观察与试验，排除了多种导致真空泵油消耗异常的原因，最终得出结论为：由于设计及施工原因，真空泵排气管低且短，所以导致真空泵油损耗。真空泵工作原理如下：2个旋片把转子、泵腔和2个端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分，当转子旋转时，与吸气口相通的空间A的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的，正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的，正处于压缩过程。由于空间A的容积是逐渐增大（即膨胀），气体压强降低，泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强，因此将气体吸入。当空间A与吸气口隔绝时，即转至空间B的位置，气体开始被压缩，容积逐渐缩小，最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时，排气阀被压缩气体推开，气体穿过油箱内的油层排至大气中。由泵的连续运转，达到连续抽气的目的。所以正是由于排气管低且短，被压缩的气体在穿过油层时同时将部分油带入排气管道，造成了真空泵油的大量流失。

一方面真空泵油的流失会造成真空泵油的损失浪费，增加成本；另一方面影响真空泵的工作效率并容易对真空泵造成一定的危害，影响其正常使用寿命，因此为了解决这个问题，制定了改造方案。方案中增加主管路配管尺寸，使管路通径与真空泵的进气法兰通径相一致，尽量保证压力降不至于过大，同时增加管路高度，经过对现场实际情况的分析及多次试验，管路高度增加80 cm左右较为适宜，这样整个管路长度增加了约150 cm。通过对真空泵排气管实施优化改造，避免了真空泵油被带走损失现象的发生，从而节约了成本，提高了设备效率，延长了真空泵使用寿命。

3 改造后效益体现

依照SL60—94《土石坝安全监测技术规范》的要求及尼尔基水利枢纽的特点，真空激光准直系统的观测频次是每月3次。实行优化改造前，每观测2次就要给真空泵加一次真空泵油，每次约加入两桶油；对真空泵排气管实行优化改造后，每观测4～5次才需要加一次真空泵油。从长远来看，实行优化改造后，大大节约了成本，且有助于减少对真空泵的磨损，增加其使用寿命，并为其他枢纽同类观测项目的设计和施工提供了借鉴。

4 结语

大坝安全监测是了解大坝运行状态的重要手段,通过监测布置及数据分析,可以直观地了解建筑物的工作状况,保证工程的安全运行，从而可以更好地发挥工程效益、节约工程投资。因此必须认真做好观测工作，保证原始数据真实有效，不断探索先进的理念与方法对数据进行整编分析，得出大坝的运行性态，于此同时做好观测设施及仪器、设备的保养与维护工作，在监测实践中勇于探索，发现问题及时查找原因处理与改进，不断提高监测技术和水平，使其更加合理和完善，使安全监测各个环节成为相互支持、相互保证的一个有机整体，确保枢纽正常运行，积极发挥工程效益。

TV698.1+1

B

2016-07-20