泵站叶片可调单机组日运行优化方法研究

提出叶片可调单机组日运行优化动态规划数学模型,以耗电费用最少为目标函数,峰谷电价与站下水位变幅过程划分阶段变量,各阶段开机水泵的叶片安放角为决策变量,规定时段内的抽水量为约束条件。以受长江潮汐影响的江都四站为例进行计算,结果表明:(1)在典型潮位过程、设计日均扬程、机组满负荷工作时,叶片可调单机组日运行优化结果与叶片安放角维持原设计安放角相比可节省电费5.24%;叶片安放最优角度与峰谷电价相关,峰电时为-4°,非峰谷与谷电时为+2°。(2)在潮型不变情况下,日均扬程分别为4.8、5.8、6.8、7.8和8.3m时,叶片全调节运行方式与叶片维持原设计安放角相比,可节省费用在3.4%～6.2%之间,平均节省费用4.45%,单位提水费用平均下降4.55%。     

叶片可调单机组日运行优化方法研究

本文提出叶片可调单机组日运行优化动态规划数学模型，该模型以耗电费用最少为目标函数，以峰谷电价与站下水位变幅过程划分阶段变量，各阶段开机水泵的叶片安放角为决策变量，规定时段内的抽水水量为约束条件。以受长江潮汐影响的江都四站为例进行分析，获得结果如下：(1)在典型潮位过程(12月至2月份平均潮位过程)、设计平均扬程(7.8m)、机组尽可能满负荷工作时，叶片可调单机组日运行优化结果与叶片安放角维持0(设计安放角)相比可节省电费5.24%；且在平均潮差(1.2m)时，叶片安放最优角度与峰谷电价有关，峰电时为-4，非谷与谷电时+2。(2)在潮型不变的情况下，平均扬程分别为4.8m、5.8m、6.8m、7.8m和8.3m(实际可能发生潮位)时，叶片调节运行方式与叶片维持设计安放角相比，可节省费用在3.4-6.2%之间，平均节省4.5%，单位提水费用平均下降4.55%。该成果可为南水北调源头泵站的站间乃至梯级泵站群的复杂系统优化运行提供基础。     

潮汐变化对沿江大型泵站叶片调节优化运行影响

针对沿江大型泵站单机组叶片全调节运用工况,建立了考虑潮汐影响的日优化运行模型。该模型是以单机组耗电费用最少为目标函数,时段为阶段变量,水泵叶片安放角为决策变量,日提水量为约束条件。以江都四站为例进行计算,确定不同水量约束、不同日均扬程、不同日均潮差变幅条件下,长江潮汐变化对泵站单机组优化运行效果的影响。结果表明：随着日均扬程的降低和日均潮差的增大,沿江泵站叶片全调节优化运行效果愈加明显。     

基于单机组试验选优的并联泵站群组合 优化运行算法研究

以并联泵站群日提水耗电费用最少为目标,构建包含各时段泵站运行数、站内水泵开机数、水泵叶片安放角及机组转速4个决策变量的并联泵站群变角变速组合日优化运行数学模型,提出基于二级子系统试验选优的大系统二级分解-动态规划聚合法。通过将原模型进行二次分解,获得以单机组日提水耗电费用最小为目标,各时段水泵叶片安放角及机组转速为决策变量的单机组变角变速组合日优化运行数学模型,采用大系统试验选优法求解。进而通过一系列二级子系统不同提水要求下的优化计算,获得单机组日提水量与提水费用的一一对应关系,原模型即可转化为以并联泵站群日提水费用最少为目标、各机组日提水量为决策变量的聚合模型,并采用动态规划方法求解。该方法可进一步完善组合工况调节方式下并联泵站群优化运行理论,较由站内单工况优化运行下获得的并联泵站群优化运行效益更为显著。以典型并联泵站群为计算实例,优化结果表明:各日均扬程下满负荷、80%负荷、60%负荷优化运行单位费用较定角恒速运行分别平均节约8.41%、23.07%、32.79%。     

南水北调东线工程江都泵站运行优化研究

江都泵站是南水北调东线工程水源泵站的一部分。针对泵站扬程变化的特点,利用水泵调节叶片的功能,建立了泵站优化运行的数学模型,并用遗传算法求解。对于不同的日总泵流量和日总泵水量,为了使泵站运行成本最小,分别确定了一天中不同时段运行的泵组数量和运行负荷。结果表明,在每天抽一定水量时,调整叶片角度和时变电价的方案,与常规运行方案(按一定的抽水流量设计叶片角运行的泵站方案)相比较,电气费用节省4.73%～31.27%;在泵送流量一定的情况下,通过调整叶片角度,节省了2.03%～5.79%的电费。     

南水北调东线泵站机组站内叶片全调节优化研究

南水北调工程是解决我国北方水资源缺乏的重大工程,而淮安四站是南水北调东线工程泵站之一。本文在考虑分时电价的基础上研究淮安四站的运行优化问题,建立泵站机组费用最小的叶片全调节数学模型,并针对该模型特点,提出了一种改进的动态规划求解算法。最后,利用算例验证了该算法的可行性。计算结果表明:(1)在设计扬程、机组满负荷工作情况下,叶片全调节的调度方案与叶片角额定安放角度相比,可节约费用4.88%。(2)机组能源经济效率受叶片角和流量负荷转移两个因素影响:其中叶片角与机组自身的特性曲线相关,当扬程较大时,叶片角影响较小;流量负荷转移与机组容量与需求量相关,机组容量越大,负荷转移越显著。当需求量较小时,叶片角是主要影响因素,当需求量较大时,流量负荷转移是主要影响因素。     

潮汐变化对长江沿江大型泵站变频变速优化运行方式影响探讨

针对长江沿江大型泵站变频变速优化运行受潮汐影响的问题,提出了以泵站单机组耗电费用最少为目标函数的优化运行数学模型,考虑水量与机组功率约束,采用动态规划的方法,以江都四站为例进行计算,确定不同水量约束、不同日均扬程、不同日均潮差变幅条件下单纯长江潮汐变化对泵站单机组变频变速优化运行结果的影响。结果表明:随着日均扬程的降低、日均潮差的增大,沿江泵站变频变速优化运行效果愈加明显。     

江都站不同型号机组叶片全调节优化运行效果分析

以单机组运行耗电费用最小为目标函数,采用动态规划法,对江都站不同型号机组、不同日平均扬程、不同运行负荷组合生成的45种方案,分别按考虑分时电价与不考虑分时电价,进行叶片全调节（变角）优化计算,同时进行相应的常规运行计算,最后以单位提水费用作为分析指标,对不同型号机组变角优化运行效果进行比较分析,其结论为考虑分时电价、长江潮位影响等因素的站群变角优化研究提供决策依据,同时为大中型泵站改造与经济运行提供参考。     

北坍泵站流道优化及泵装置模型试验分析

流道对于泵装置的高效稳定运行具有至关重要的影响。为减小流道的水力损失并保证北坍泵站机组运行的安全稳定性,采用数值模拟技术对北坍泵站的肘形进水流道和低驼峰出水流道进行几何尺寸优化。通过对不同尺寸方案的流道水力性能进行分析比较,确定流道的优化方案并对最终优化方案组合的泵装置进行物理模型试验。结果表明：优化后肘形进水流道出口面的轴向流速均匀度提高0.10%,低驼峰出水流道水力损失降低23.91%。在不同叶片安放角（-4°、-2°、0°、+2°和+4°）,模型泵装置的最高效率均超过72.00%;叶片安放角为+2°时,泵装置的最高效率为74.97%。在灌溉设计净扬程和排涝设计净扬程条件下,泵装置均保持高效率运行。优化后的泵装置水力效率和运行稳定性较高,可为同类型泵站的流道优化提供借鉴。     

潜水泵叶轮进出口参数的选择与分析

提高潜水泵的效率 ,可以采取缩小进口直径D0 ,并推荐进口速度系数K0 =3.7～ 4.0 ,加大叶片进口安放角β1,叶片进口冲角为 8°～ 15°。为适应井用潜水泵的特点 ,推荐ns=90～ 2 40的井用潜水泵的速度系数Ku2 、Km2 叶轮出口安放角 β2 以及相对速度W1/W2 随ns 变化的曲线。     

取水泵船的应用与推广

取水泵船具有较大的灵活性和适应性，没有构造复杂的水下建筑结构，可作为固定式泵站的一种补充、应急抗旱措施。可提高灌溉和供水保证率，值得推广。文章阐述了取水泵船的特点及应用前景。     

黄河小北干流沿岸泵站技术改造探讨

黄河小北干流主流在数公里宽的河道里游荡不定．沿岸夹马口、小樊和尊村3座大型泵站近10年来相继脱流，主流远离泵站引水口3～7km；小北干流是黄河含沙量最大的河段，沿岸高扬程泵站水泵受泥沙磨蚀破坏严重，叶轮失重速率高达18．6g／h．临河抽水的一级泵站引水口脱流和扬水上塬的二级泵站高扬程水泵受泥沙磨蚀破坏，是其沿岸泵站技术改造需要解决的两大难题．在着流位置兴建几处露天泵站，利用迁移方便的大型潜水轴流泉向脱流泵站集中供水，是解决泵站脱流的有效措施．引进具有世界领先水平的瑞士苏尔寿（SULZER）公司水泵叶轮出口部位喷焊金属陶瓷抗磨蚀，进口部位堆焊钨铬钴合金防汽蚀的涂层技术，是黄河小北干流沿岸泵站高扬程水泵技术改造的有效途径．     

大型潜水贯流泵装置设计与应用

潜水贯流泵装置具有进出水流道顺直、水力损失小、泵装置效率高、土建结构简单、开挖深度小等突出优点。针对江苏省通榆河北延送水工程灌北、善南泵站特点,采用了单泵设计流量为10m3/s、叶轮直径为2m的卧式潜水贯流泵装置,这是目前我国叶轮直径最大的卧式潜水贯流泵装置。工程实践证明,潜水贯流泵装置应用于低扬程大流量泵站是可行的,在特低扬程下,可获得较高的泵装置效率。     

混凝土输送泵的选择

在水利工程混凝土施工中,施工单位经常用到混凝土输送泵。而在施工当中,往往输送泵用什么型号、功率为多大比较经济适用是每个施工单位必须考虑的事情。文中根据在哈达山水利枢纽输水工程施工中的经验,简要介绍混凝土输送泵的型号,论述了其主要参数及电动机功率的选择方法。     

大型直联式潜水泵选型及装置水力性能研究

拟拆除重建的新洲电排站老站位于南昌市名胜风景区, 该站场地布置紧张, 对水泵机组噪音和可靠性要求高。 经比选确定选用立式潜水泵装置, 采用簸箕形进水流道和井筒式出水流道, 水泵与潜水电机直联。为提高该站泵装 置水力性能, 应用基于 CFD 的方法对该站簸箕形进水流道和井筒式出水流道内水流流动分别进行了数值模拟和优 化水力设计研究, 结果表明: 经过水力优化的簸箕形进水流道出口断面的水流入泵流速分布均匀度和平均角度分别 为 96 1 6%和 88 1 7 b, 进水流道和出水流道在设计流量时的水头损失分别为 01145 m 和 0 1 385 m, 可满足潜水泵装置 高效运行的要求。采用泵装置模型试验方法对数值模拟结果进行了检验, 结果表明立式潜水泵装置最优工况的泵 装置效率达到 65%。     

引江济淮二期工程小庙泵站水泵选型研究

为解决半地下式厂房机组运行维护不便的问题,对卧式双吸离心泵、立式单级单吸离心泵、立式抽芯斜流泵三种泵型综合性能、安装与维护等方面进行比较,结果表明：立式抽芯斜流泵转动部件和内接管可被抽出,与出水管相连的整个泵外筒体依然固定在泵基础上,结构简单,安装检修方便,且能大大改善泵房的通风、采光条件,可为同类型泵站的水泵选型提供参考。     

叶轮直径对立式泵装置流道水力损失的影响

采用数值计算的方法，分别计算了与不同叶轮直径的立式轴流泵配套使用的肘形进水流道和虹吸式出水流道在一定设计流量下的水力损失，并采用模型试验的方法对流道水力损失数值计算的结果进行了验证，得到了叶轮直径对流道水力损失具有显著影响的明确结论；在流道水力损失研究结果的基础上，为便于对具有不同叶轮直径和不同设计流量泵装置的流道水力损失进行较为客观的比较和评价，提出了名义平均流速的概念。     

低扬程水泵选型新方法

通过理论分析和模型试验 ,研究泵与泵装置特性的关系 .进出水管道水力损失占泵站净扬程的比重越大 ,泵装置最高效率点的流量越小 ,而泵装置最高效率点的扬程与最高效率点的泵段扬程基本一致 .为保证泵装置运行在高效率点 ,所选用泵的扬程应与泵站净扬程相当 ,而流量必须加大 ,据此提出泵的等扬程加大流量选型方法     

浙江省泵站更新改造中主水泵节能潜力的挖掘

在泵站的更新改造过程中应充分挖掘主水泵节能潜力,从实际情况出发,找出影响效率的主要因素,提出具体的技术改造措施,使泵站运行上安全、技术上可行、经济上合理,力求以社会最小的投入获得最大的产出,切忌工程的简单重复.     

横琴天沐河排涝泵站水力机械设计

横琴天沐河排涝泵站采用5台斜式轴流泵,单泵流量18m³/s,电机功率800kW,水泵安装高程-3.5m。通过该泵站水泵选型、泵组参数设计和辅助系统设备设计的介绍和剖析,对排涝泵站水力机械设计进行了总结。