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。     

解决大型排水泵站超驼峰运行问题

针对大型排水泵站在超驼峰水位下运行的工程问题，介绍了压缩空气及活页式快速闸门两种断流装置。根据大型排水泵站防洪特点，提出了完成超驼峰水位下，启动、停机及防止倒灌等一系列断流措施，快速、安全、经济地解决了各种大型排水泵站超驼峰水位运行问题。     

超驼峰工况下轴流泵事故停泵特性分析

针对带虹吸式出水流道的轴流泵站在超驼峰工况下的事故停泵问题,基于瞬变流理论建立其数学模型,以金口泵站为例分析快速闸门关闭速度、快速闸门预关开度以及静扬程等对事故停泵的影响。研究表明:超驼峰工况下停泵,随着关闸时间的增加,水泵最大水锤压力,倒流流量及倒转转速都逐渐增加;预关闸门的程度越大,水锤最大压力越小,最大倒流流量和最大倒转转速值也越小;静扬程越大,则水锤最大压力越大,最大倒流流量和最大倒转转速值也越大;采用"预关闸门70%,闸门按照120 s线性关闭"的方案可有效防止金口泵站超驼峰停泵时的水锤破坏。     

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…     

大型泵站快速闸门的程序控制

皂河泵站是我国东线南水北调工程中的第六个梯级泵站,远景规划拟装6台套大型水泵电动机组,总抽水流量为600米~3/秒,第一期工程安装两台水泵电动机组.这是我国目前最大的水泵电动机组.关于泵站出水流道断流形式的选择,鉴于以往经验,采用了油压启闭的快速闸门断流.对这种大型泵站,采用快速闸门的关键是用什么控制方式,来适应机组操作的需要,亦即在机组启动时如何及时打开闸门;停机时闸门又能自动落     

大型轴流泵站超驼峰运行过渡过程研究

基于刚性水锤和水泵全特性理论,建立数学模型并计算分析采用虹吸式出水流道的轴流泵过渡过程。启泵时,以最不利工况分析了出水闸门不同的开启时间对系统参数造成的影响;事故停机时,确定了极限超驼峰水位,并在此基础上,对闸门两阶段关闭过程进行了寻优。计算结果表明:为保证机组在启动过程中不发生超载,闸门的开启时间不应超过60 s;为确保泵站的安全运行,外江极限运行水位超过驼峰底部高程的值应小于1 m;在正常停机情况下,闸门10 s快关总行程的62.5%,90 s慢关余下的37.5%为最优关闭过程。     

大型泵站卷扬式快速闸门的启闭控制及开高测量

大型泵站流道进出口快速闸门的启闭控制需要准确可靠的方法，由电子接近开关和机械行程工关共同组成的精密电子机械行程开关完全胜任这一要求。利用小型微动开关按照格雷码规则对闸门开高进行编码，实现了闸门开高的可靠精确测量。     

泵站油压启闭机快速闸门自动化的完善

分析了大型泵站采用油压启闭机快速闸门断流方式运行过程，通过对操作流程进行优化，对管道和阀件进行维修完善，对闸门位置控制元件进行选择和电气部分进行改进，实现了启闭机快速闸门的自动化，可供泵站设计、改造作参考。     

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。     

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。     

基于CFD的泵安装位置对一体化泵站水力特性影响研究

【目的】探究一体化泵站不同水泵安装位置对其内部流动特性以及水力性能的影响。【方法】以2个左右对称安置的潜水轴流泵为研究对象,在流速为198 m^3/h条件下,基于CFD分析泵安装中心距L、2台泵间距S等关键位置参数对一体化泵站流动特性影响。【结果】由于集水池内水流不对称和泵吸水影响,泵I与泵II的水力效率、泵进口流速均匀度有一定差异,其中泵I水力效率较泵II高4%左右,泵I进口流速均匀度较泵II高1%~4%。一体化泵站2台泵中心距的改变对水泵水力效率影响较小,而对泵吸水均匀性影响较大。一体化泵站2台泵间距的改变对水泵的水力效率影响较大,而当泵间距达到一定值后对泵吸入均匀影响较小,但集水池内流态随之更加恶化。【结论】在该一体化泵站背景下,建议安装2台泵的一体化泵站中心距L推荐值0.4 R,泵间距S推荐值0.6 R。     

双向流道立轴潜水泵系统流动特性研究

为探索将潜水电泵和双向流道泵装置结合在一起的双向流道潜水电泵系统,通过CFX软件对该系统进行全流道数值模拟,获得了系统内的流动特性,并预测了泵装置的水力性能。对进水流道内加设不同导流措施的水流特性进行了分析,结果表明,加设椭圆线导流锥的进水流道出口流速分布均匀度效果最好,能够防止有害旋涡,保证水泵运行的进水条件。应用特别设计的、单边18°的大扩散角出水室,有效地抑制了脱流和水力损失,确保水泵系统整体效率水平。在高精度水力机械试验台进行了模型试验。试验结果表明,泵装置扬程为3.11 m,流量为256 L/s,泵装置效率达到71.9%,正、反向分别高于可逆式双向潜水泵装置7和13个百分点。说明双向流道配立轴潜水泵装置具有良好的工程应用价值。模型试验结果和性能预测结果在高效区范围内吻合,数值计算得到较好的验证。     

基于Pareto最优解的跨流域调水泵站多目标优化运行研究

[目的]探究跨流域调水泵站多目标优化运行.[方法]以泵站提水费用最小及站内机组间流量不均匀度最小为目标,以调水周期内各时段各机组叶片安放角为决策变量,本文建立了泵站多目标优化运行非线性数学模型,提出了基于Pareto最优解理论求解的多目标遗传算法.以南水北调东线源头江都4站为研究实例,考虑峰谷分时电价影响,开展了不同日...     

双向大型立式潜水泵在城市水环境整治中的应用

分析了国内外现有双向功能泵组及泵站的结构型式，进行了技术经济比较。针对当前我国城市防洪排涝工程需要，结合水环境整治的要求，同时以上海市木渎港泵闸工程的设计思路为例，提出了当前城市水环境整治中双向泵站泵组选择的原则、趋势和双向大型立式潜水泵的应用。经实际运行证明达到了预期的技术经济指标。     

大型低扬程泵与泵装置特性预测

针对大型低扬程泵站广泛采用的轴流泵和导叶式混流泵两类泵型,通过对泵内损失相似性的分析,从理论上建立了水泵机械效率、水力效率、容积效率及泵和泵装置总效率表达式,并采用最小二乘法对模型泵性能试验数据进行拟合求取泵的效率常数。所推导泵和泵装置的效率公式同时考虑了泵内形状阻力损失、摩擦阻力损失和冲击损失的影响,能够很好地适应泵和泵装置在设计工况点和非设计工况点的效率换算,从而可以较准确地预测原型泵装置的动力特性。     

大型泵站虹吸式出水流道优化水力设计

采用三维紊流数值模拟的方法,揭示了大型泵站虹吸式出水流道内的三维流动形态;提出通过建立虹吸式出水流道几何模型并借助三维紊流数值模拟的方法,逐一改变流道几何尺寸、观察流态变化、逐步优化流道型线,以最终实现虹吸式出水流道的优化水力设计;通过专门设计的模型试验,验证了虹吸式出水流道优化水力设计的效果。     

慎江泵站特低扬程大流量竖井贯流泵装置外特性试验研究

【目的】检验特低扬程大流量泵站中竖井贯流泵装置的水力性能,了解泵站的真实运行情况。【方法】采用模型试验的方法,研究了慎江泵站竖井贯流泵装置的外特性,并分析数据提出了改进方案。【结果】泵装置的最高效率出现在叶片角0°工况,可达77.57%,此时泵装置流量为220.5 L/s,扬程为1.95 m。在试验扬程范围内,慎江泵站的装置汽蚀余量充裕,不会产生汽蚀危害。在叶片角为0°时,最大扬程为2.93 m时,飞逸转速相当于额定转速的1.80倍。原方案设计扬程工况下,泵装置的流量偏小,而且在最大扬程工况下的飞逸转速偏大,对泵站安全运行不利。提出提高泵装置额定转速的优化方案,验证得在新转速下泵装置设计扬程对应的能量特性、汽蚀特性以及飞逸转速特性均满足要求。【结论】竖井贯流泵装置水力性能优异,装置效率高,在特低扬程泵站中前景良好,建议优先采用。     

杭州八堡泵站斜式泵装置流道水力优化

为保证杭州八堡泵站斜式泵装置的安全、稳定和高效运行,运用三维湍流数值模拟方法对该站斜式进、出水流道进行了水力优化设计研究.基于流道三维流场数值计算结果,揭示了进水流道高度和泵轴倾角分别对斜式进水流道水力性能的影响规律,揭示了出水流道平面扩散角和泵轴倾角分别对斜式出水流道水力性能的影响规律.结果表明:斜式进水流道高度愈大流道水力性能愈好,泵轴倾角愈小流道水力性能愈好;斜式进水流道转向角度愈小,水流受离心力影响愈小,愈有利于水流流动调整;斜式出水流道扩散角愈小流道水力性能愈好,泵轴倾角愈大流道水力性能愈好;受螺旋状的水流和急剧转向的“S”形弯曲流道的共同影响,斜式出水流道内不可避免地存在不对称旋涡;综合考虑八堡泵站流道水力性能、土建工程量、闸门提升高度和水泵机组安装检修难度等多方面的因素,确定该站斜式泵装置的泵轴倾角为20°.