大型泵站断流设施改造探讨

泵站断流设施是关系泵站能否安全运行的重要工程设施。分析了湖北省大型泵站在断流设施方面存在的问题，总结了湖北省一些大型泵站断流设施的改造及运用情况，特别是对拍门，驼峰真空破坏，快速拍门或闸门及解决超驼峰运行问题的压气装置进行了综合述评。     

中小型排涝泵站断流拍门的改进

1　问题的提出近年来 ,受地球大气周期性变化影响及人类对自然的破坏 ,江河发生大洪水的频率较密 ,出现高水位的机率大 ,且持续时间长。据统计 ,1998年长江大洪水中 ,仅湖北省就有 45处泵站出现超驼峰的情况 ,共计超驼峰运行 5 6 9站天 ,超常规排水9.4亿ｍ3。为保证堤围内正常的生产生活 ,排涝泵站其在外江高水位情况下开机抽排内涝水的可靠性已越来越引起重视。为保证水泵在外江高水位下能开机抽水 ,同时防止水泵停机时外江水倒灌造成水泵倒转引起飞车 ,泵站流道出口通常要求安装断流设施 ,排涝泵站流道出口的断流设施常见有拍门、快速闸门…     

排水泵站超驼峰水位运行的压缩空气技术

介绍了一项用于虹吸式出水流道轴流泵站在超驼峰水位下运行的压缩空气技术，在泵站汛期，该项技术可有效实施停机防洪及开机排涝等任务，在广大沿江排水泵站具有广泛的推广应用价值。     

大型排水泵站超驼峰水位压缩空气启动装置研究

阐述了在超驼峰水位下大型泵站利用压缩空气技术实施启动的原理和优越性，提出了压缩空气启动装置的一般构成，建立了泵站超驼峰水位启动过渡过程的数学模型和计算方法，并结合工程实例揭示了启动过渡过程各参数的变化规律，为压缩空气启动装置的设计提供了理论依据。     

大型排水站超驼峰水位运行的技术措施

分析了虹吸式出水流道大泵机组在出水口水位超驼峰状态下完成停机防洪、开机排涝以及事故停泵等３项技术任务中存在的问题，根据泵站的条件和要求，提出了应用压缩空气技术为中心的综合措施，以最低的费用完成对泵站系统的改造，从而建立起一套完整的处理超驼峰状态下泵站运行的技术措施。     

蓄能式液控双速闸门启闭系统的研究

研究采用水力过渡过程理论、电液控制技术与蓄压器技术、研究了大型轴流泵站在“超驼峰运行”条件下水泵出口闸门的最优启闭程序,并研制了蓄能液控双速闸门及启闭系统,从而实现了在水泵启动和停机过程中水泵出口的闸门全自动双速开启与关闭,从而解决了大型轴流泵站的所谓“超驼峰运行”问题,为确保机组正常安全运行,提高泵站的经济效益发挥了重要的作用。     

大型泵站超驼峰运行的风险及对策

经过对沿江大型泵站超驼峰进行的深入调研，发现超驼峰运行的泵站在充分发挥其抗灾潜能的同时，也孕育了极大的风险，通过对风险根源的深层剖析，找到了诸多防和化解的有效对策，提出了一些可行的建议，这对大型泵站超驼峰进行决策与管理有着较大的指导和借鉴作用。     

大型泵站超驼峰断流技术及其应用

针对采用虹吸式出水流道的大型排水泵站在停机期间 ,外江水位超过驼峰底高程而引起倒灌的问题,提出采用向出水流道驼峰顶部注入压缩空气阻止倒灌的方法。主要技术措施是将原抽真空的真空泵改为压缩机运行,改接原真空泵的吸气管和排气管;增加一台射流压缩机,向流道驼峰补气,以弥补漏气量和不让真空泵连续运行。另外,还对两压缩机的性能参数进行了计算。     

大型泵站水力过渡过程计算及蓄能式液压启闭闸门的研究

应用瞬变流的基本理论,建立了用于大型轴流泵站水力过渡过程计算的数学模型,提出了 站出口闸门在超驼峰运动条件下满足安全所要求的启闭规律。同时,根据计算结果,研制了蓄能式液压闸门系统,运行实践表明,该系统可有效地防止泵站开机过程中可能出现的水锤事故,并能实现泵站在超蛇峰情况下,出现事故停电等紧急状态时闸门的可靠断流。     

大型抽水站抽真空的几个问题

在我国,大型轴流泵站的出水流道,有不少采用虹吸管型式,停机时用真空破坏阀断流,运行方便可靠。但是,这类抽水站在水泵机组启动时,由于要使下游水位(内水位)翻过虹吸管的驼峰后,才能形成虹吸抽水,因而启动扬程较高,启动时间较长,振动较大,这对水泵机组是不利的。     

斜置大型潜水电泵排水系统运行工

针对不同倾斜深部矿井抢险排水的要求，建立了斜置大型潜水电泵排水系统运行工况分析的数学模型，并用VB6.0编制了相应的计算软件。通过计算分析了影响潜水电泵运行特性参数的主要影响因素，并将计算软件应用于实际排水工程中，得到工程认可。     

排灌泵站离心泵磨损失效分析及对策

离心泵在抽取介质的过程中,容易发生离心泵磨损失效的现象.为此,从理论上阐述了离心泵磨损失效的机理;从砂粒特性、材料金相组织及水泵运行工况角度,分析了影响离心泵磨损失效的各种因素;并结合排灌泵站多年运行实践和维修经验,重点在结构设计、合理选材、表面热处理、非金属涂层防护、合金粉末喷焊和补焊等几个方面,提出了防止离心泵过早磨损失效的技术措施,减少了离心泵过流部分磨损,以提高其有效的使用寿命.     

大型排水泵装置空化区间的数值计算

为了研究大型排水泵装置空化区间,基于SST k-ω湍流模型,应用Rayleigh-Plesset模型对泵装置内部空化进行描述,结合模型泵试验验证数值模拟结果准确性.重点分析了泵装置相同水位不同流量系数δ下的空化分布规律、空化体积分数以及大流量系数下叶片表面受力分布规律.结果表明:设计水位下,δ≥0.8和δ=1.0时泵装置叶轮非空化运行角度分别为-8°~ 0°和-8°~+6°; 与设计水位相比,泵装置进水池水位降低会增大空化区间,反之将会减小;相同流量系数下,叶轮运行角度偏离0°越大,空化现象越严重,空化体积分数越大;进口水位达到最高防洪水位,非空化区间的最大运行工况为Q=28.75 m³/s(+8°);大流量系数下运行时,叶轮表面总压分布随着叶轮运行角度的增大而增大.本研究结果为大型排水泵装置稳定运行提供参考.     

基于遗传算法和神经网络的泵站经济运行研究

以泵站总耗能最小为目标，建立了叶片可调节泵站站间和站内经济运行优化数学模型，采用遗传算法应用Matlab语言实现优化计算。对江都第4站1999年实际运行资料进行优化计算，总消耗功率比经验操作可减小3．39％左右。针对泵站的流量和扬程变化频繁而一般的优化计算方法速度较慢的问题，以仿真优化结果为样本，利用人工神经网络对相似工况进行预测，预测结果平均误差为1．99％。遗传算法和神经网络联合应用，求解精度和可靠性较高，是解决泵站优化运行问题的有效方法。     

排水泵站变频节能的工程实践和机理初探

简要介绍了通用变频器的概况以及水泵的变频控制技术；分析了供水泵站和排水泵站水泵变频运行的必要性以及排水泵站变频节能的基本原理．通过对宁波市3座城市排水泵站的变频工程实践，对变频控制在污水泵上的应用作了初步研究．这3座泵站均为污水泵站，扬程有一定的富余量；对不同频率下的排水单耗数据测试显示：在非汛期，变频控制用于排水泵站有25％～35％的节电率，而年综合节电率在20％以上．     

基于泵阀联合调节的并联离心泵组高可靠性优化

针对离心泵常见的“大泵小用”问题,在常规多泵PID变频供水系统的基础上,通过优化投入运行的离心泵的数量和适当关小控制阀的方法提出了1种可以在一定程度上改善离心泵偏工况问题的方法.搭建了1套3台离心泵并联泵组试验台,并进行了测试.试验结果表明,文中提出的方法能够以增加一定的能耗为代价,在一定程度上改善离心泵的偏工况运行情况,提高离心泵的可靠性.当偏工况情况过于严重时,采用控制阀调节工况点的方法将会大大增加管路阻力,牺牲大量的能源,使得此方法欠缺经济性.当取消控制阀的作用仅保留泵数优化时,文中方法能够同时实现节能和一定程度上改善偏工况程度,但整体偏工况程度依然较严重.实际工程中可结合具体应用中对能耗与可靠性的权重倾向进行合理选择.     

离心式注水泵站效率优化

为使离心式注水泵站运行组合更为合理,降低离心式注水泵站的能耗,研究了以功率最低为目标函数的离心式注水泵站优化问题,并得到了该优化问题的求解流程,且寻优结果包括各泵串并联方式以及各泵对应的转速.据以上研究内容,编制了离心式注水泵站优化软件,并针对某一油田注水泵站测试了该软件,所得结果为该注水泵站提供了改造方案,该泵站在此方案运行,具有功率最低的优点.研究结果表明:在某些工况下,离心泵的串并联及调速能使尽可能多的离心泵工作在高效区;利用完全枚举法进行针对某一工况下的泵组合寻优时,能将离散的泵组合寻优问题转化为方便求解的非线性规划问题,该非线性规划问题可利用Matlab中的fimicon函数求解.研究结果可为针对某一注水泵站的运行优化或改造提供参考方案.     

潜水泵站选型中应注意的事项

为了解决由于泵站在设计中泵选型不合理而出现的水泵不能正常运行的问题,从水泵生产厂家的角度,通过具体实例,对泵站设计的各个环节进行分析,得出潜水泵运行时的工况点与潜水泵站设计形式及泵选型有关的结论,分析潜水泵站在选型中应注意的事项,给出了选型方法.     

小型气液射流泵最佳几何参数的数值模拟

对气液射流泵的工作流体为气体,引射流体为液体的特点,参考一般射流泵的研究方法,对气液射流泵在不同喉嘴距和面积比下的性能进行了数值模拟分析。固定工作气体压力和扬程,以气液射流泵引射流体流量的能力为参考依据,判断出气液射流泵的最佳喉嘴距和最佳面积比。结果表明,喉嘴距和面积比参数对泵引射流体的能力有很大影响,当喉嘴距为1倍喷嘴直径、面积比m为4时,气液射流泵的引射流量最大为0.6 L/Min。并且将数值分析结果和试验结果进行了对比,吻合较好,说明数值计算是可靠的。