金湖泵站贯流泵机组水力性能及结构特点分析

金湖泵站在水力设计中应用CFD仿真技术,通过优化灯泡贯流泵装置进、出水流道的型线来减少水力损失,优化设计效果得到了水泵装置模型试验的验证,预测的泵装置性能与试验结果基本一致。灯泡贯流泵机组的支撑结构、叶片调节机构、主轴密封装置、轴承布置等主要设备的结构设计技术先进,保证了灯泡贯流泵机组的安全和可靠运行。金湖泵站在设备招标中采用与国内外生产厂家技术合作的模式,灯泡贯流泵机组的制作、安装非常顺利,机组各项性能指标均达到南水北调东线工程的要求,为类似大型泵站机组选型、结构设计及机械制造提供了参考。     

南水北调东线淮安二站泵装置模型试验研究

泵装置模型试验是检验和优化泵装置水力性能的重要手段。根据南水北调东线工程淮安第二抽水站的改造需要,为了进一步检验预测泵装置的水力性能,在河海大学水力机械多功能试验台上对淮安第二抽水站立式全调节轴流泵装置进行了能量、空化以及飞逸转速等方面的试验研究。试验结果表明,装置在水泵工况和飞逸工况下均能够安全、稳定地运行,而且也能够满足淮安第二抽水站改造的设计要求。对研究背景、该泵站的主要技术参数、试验的主要内容及其不确定度分析,装置模型的主要参数和试验条件、水泵工况模型的试验结果、原型装置的飞逸转速、原型的换算条件及结果等情况进行了介绍。     

大型低扬程泵装置水力设计关键技术的创新与发展

我国低扬程泵站建设的水平经历了由低到高的发展过程,特别是南水北调东线一期工程的建设,促进低扬程泵站的关键技术取得了长足的进步;为进一步满足南水北调东线二期工程等重大工程大型低扬程泵站的需要,对南水北调东线一期工程低扬程泵装置水力设计的关键技术进行了较为系统的总结和提炼.结果 表明:南水北调工程水泵模型及水泵装置同台测试为保障我国低扬程泵装置水力设计质量作出了重要贡献;大型低扬程泵装置的水泵选型新方法可保证低扬程泵站设计扬程工况位于泵装置高效运行区、最高扬程工况位于稳定运行区;采用分层次优化水力设计方法可以有效完成低扬程泵装置流道优化水力设计工作;立式低扬程泵装置宜优先采用肘形进水和虹吸式出水流道;对于特低扬程泵站宜优先应用前置竖井贯流式泵装置,可满足结构稳定和水力性能优异的要求;为实现泵站工程整体最优化设计,需要采用泵装置水力设计与泵房水工设计、结构设计之间的协同优化设计方法.     

最高扬程与平均扬程相差较大的特低扬程泵站选型研究

设计规范要求"在平均扬程下水泵应在高效区工作"与"最高扬程时应保证稳定运行",对于最高扬程与平均扬程相差较大的特低扬程泵站,两者往往较难兼顾,该类泵站的选型难度很大。针对此类泵站,以新村枢纽为典型案例,为寻求高效率、易维护、低造价的泵型,进行了多方案比较,对电机调速、定速方案进行了分析,最终选择了竖井贯流泵及其定速方案。结果表明:根据工程特点,泵站选型时不必拘泥于平均扬程下必须在最高效区;运行中提前开泵、预降内河水位,适当提高实际扬程,延长水泵位于高效区运行时间,即能达到节能目的。泵装置水力性能优化及模型试验表明:泵装置的综合水力性能优良,水泵选型和流道设计合理;模型装置马鞍区峰点扬程大于2.8 m,满足泵站最高扬程稳定要求。溧阳城市防洪工程三大枢纽及新沟河延伸拓浚工程遥观南枢纽泵站均采用此泵型,工程于2013年起陆续投入使用,从运行效果看,机组运行状态良好。     

吴小街排涝站泵型选择研究

针对吴小街排涝泵站扬程变化幅度较大的特点,在分析、对比轴流泵与导叶式混流泵水力模型的能量、汽蚀等综合特性的基础上,选择了211-80型导叶式混流泵水力模型,该模型具有高效率范围广、小流量区域运行稳定及适应扬程变幅大的特点;根据该水力模型的泵段特性曲线,选择三种不同方案进行了计算,经技术经济比较后确定了该泵站水泵的叶轮直径、转速和配套电动机功率等参数;通过对比分析该水力模型的装置特性与已有类似装置试验成果,笔者认为该站水力模型的选择与机组主要参数的确定是合理的,满足该泵站的设计要求,该水泵选型方法亦可供其他类似泵站参考.     

低扬程双向立式轴流泵装置水力优化研究

苏南某泵站是双向立式轴流泵,在该泵站机组结构改造之后,利用CFD软件建立该泵站的泵装置三维模型,并进行数值模拟计算,得到水力性能参数值。将现场测试结果与数值模拟结果相比较,表明数值模拟的结果与现场测试的结果较为吻合,设计工况下,效率的误差为±1.25%,说明数值模拟方法具备较高精度,其结果具备较高可靠性。在结构改造的基础上,利用数值模拟方法对泵装置进行了局部结构优化:通过改变该泵站泵装置的轮毂比,使泵装置的效率提高了1.44%,通过改变叶轮叶片出口边与导叶进口边的距离,使导叶出口的水力损失得到改善,优化后泵装置具备较好的水力性能。     

灯泡贯流泵流道模型水力损失的测试

为了配合某大型泵站贯流泵装置的优化水力设计研究工作,本文提出了设计专用模型试验装置,将贯流泵装置进水流道和出水流道从水泵装置模型中分离出来分别进行模型试验及水力损失测试的方法。介绍了新方法所采用的测试装置及测试设备、试验准则、水力损失计算方法等有关问题。采用本文的方法对某泵站前置灯泡和后置灯泡贯流泵的进、出水流道分别进行了模型试验,测试了流道水力损失。试验结果表明:采用新方法进行贯流泵进出水流道水力损失的测试,可以较为方便地得到准确的结果;贯流泵装置进、出水流道的水力损失与灯泡布置的位置密切有关。     

梅梁湖泵站竖井贯流泵装置主要参数的确定

结合无锡梅梁湖泵站,阐述了低扬程泵站竖井贯流泵装置水泵nD值、叶轮中心安装高程、流道线型尺寸以及主要配套设备等的确定.对比分析了竖井前置和后置两种装置的水力性能,指出影响两种装置水力性能的因素虽有所不同,但总的水力性能差异不大.为便于机组安装,改善通风条件,提出应适当加大竖井尺寸,并对机组采用强迫进、出通风方式和水冷却方式,以降低机组运行温升.     

南水北调源头江都第二抽水站原型性能试验研究

应用五孔探针测量单泵流量，自记水位计测量上下游水位，ADCP测量泵站流量的方法对江都二站泵机组进行原型试验，计算泵站效率。分析机组在不同上下游水位组合下的抽水性能，了解机组在高扬程工况下运行振动和噪音情况，结果表明：泵站改造后，单泵流量和泵装置效率均有大幅度提高，并能满足南水北调东线工程的运行要求。     

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。     

常熟水利枢纽清污机的选型设计与研究

常熟水利枢纽工程是望虞河连接长江的控制性水工建筑物,常熟水利枢纽工程2014年因引江入太需要新增长江侧回转式清污设备9台套。考虑进水口尺寸较大、长江侧水源污物类型复杂且大型污物较多,设备使用工况在设备结构选型设计中采用了一体双传动、双齿耙牵引系统清污机。本文对整个清污设备的结构设计选型方案进行了对比分析,并对设计内容进行了详细的介绍,以便为以后大中型泵站清污问题的解决方案提供了参考和帮助。     

抽引江水与抽排涝水时江都抽水站流量变化

为探究近年来河道水草滋生对泵站流量的影响,基于建站以来江都抽水泵站运行的实测资料,分析了主汛期间4座泵站流量的变化情况。结果表明:①1983年前,抽引江水与抽排涝水时4座泵站流量均不受影响,各站水位流量关系均为稳定的单一线;1987年开始,抽排涝水时间较长时流量总体偏小,抽引江水与抽排涝水时各站的水位流量关系需要分别定线推流。②抽引江水时,水草杂物对4座泵站流量影响的程度基本一致;抽排里下河涝水时,四站临近河口且机组流量最大,流量减小的幅度为4座泵站中最大。③近年来抽引江水运行时间越长,流量减小程度越大,但小于抽排涝水时的影响。研究结果对防汛抗旱、工程安全运用和水资源合理调配具有重要的现实意义。     

考虑湖泊调蓄的引江济淮工程旬水量调度方案

为挖掘引江济淮工程沿线湖泊调蓄能力在保障供水、降低泵站输水能耗方面的潜力,开展考虑湖泊调蓄的 跨流域调水工程旬水量调度研究,构建考虑湖泊调蓄的泵站-湖泊多目标旬水量优化调度模型,并采用遗传算法进 行求解,以制定满足用水单元缺水量最少、泵站能耗最小和湖泊不平衡量最小的泵站-湖泊联合调度方案。分析 引江济淮工程调度运行的不同典型运行工况,以自流引江工况为例讨论考虑湖泊调蓄的旬水量调度方案的优势。 结果表明,考虑湖泊调蓄的调度方案能有效提高供水保证率、降低泵站总输水能耗,可为引江济淮工程运行调度 提供决策支撑。     

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。     

大中型长距离梯级有压管道供水泵站水泵系统设计关键问题总结探讨

大中型、长距离梯级有压管道供水泵站的水泵系统设计不仅需综合考虑泵站梯级设置、泵站水锤防护、梯级泵站流量平衡等系统设计的关键问题,还需解决泵站的变工况计算、水泵调节工况计算、节能运行方式等问题。就东莞市东江与水库联网工程中的主体工程-供水水源工程探讨长距离梯级有压管道供水泵站的水泵系统设计应注意的关键性技术问题。     

自动化系统在江都三站改造工程中的应用

南水北调江都三站加固改造工程自动化系统包括微机监控和测控保系统,采用了冗余、PLC、微机测控保、智能传感器等技术,在传统参数检测的基础上增加了泵站主机组的转速、振动、摆度及出水流道真空度的检测,为泵站的实时检测和安全运行提供了数据参考。微机测控保系统针对泵站的反转发电功能进行了改进,通过压板来切换抽水或发电运行方式下的保护定值区。系统可供同类泵站自动化设计、管理人员参考。     

引黄工程地下泵站水锤防护设计

引黄工程总干线一、二级泵站串联运行，设计布置D＝12．0m的进、出水调压井于一级泵站进、出口，二级泵站进口，在一、二级泵站之间的4^#有压隧洞上设置水工建筑物作为水锤防护主要措施，通过系统水力过渡过程计算分析，验证了建筑物设计的合理性。     

阳澄湖通江大型泵站扩建关键技术研究与实践

太湖流域七浦塘拓浚整治工程将苏州重要的饮水水源地阳澄湖与长江联通,而位于入江口的江边水利枢纽工程是阳澄湖通江的主要控制口门。在扩建该大型泵站工程中,必须考虑长江潮涨潮落的水文情势、江边软淤土地质条件、复杂结构紧邻已建枢纽和跨汛期施工等一些问题。为此,对扩建与整治项目的设计和施工的主要关键技术,以及实施效果进行了分析研究。通过优选泵型,优化工程布局和水力衔接条件,软弱地基处理,动水环境泵机安装等措施,保证了扩建工程保质按期完工。     

遥观南枢纽泵站工程水泵机组选型研究

遥观南枢纽泵站工程是新沟河延伸拓浚工程的干河枢纽工程之一,其主要任务是抽排武进港地区的水入京杭大运河,兼顾排涝。该泵站设计净扬程仅为0.7m,属超低扬程泵站。根据已建泵站工程模型泵装置试验成果,从水力性能、工程投资、施工和运行管理等方面进行综合比较,选用了已在溧阳新村枢纽成功应用的贯流泵水力模型。考虑到该泵站的最大扬程接近设计扬程的3倍,还对电机定速和调速方案进行了投资及运行成本比较,发现调速方案机泵投资较大,但运行成本的降低并不显著,因此最终采用定速方案。