变频恒压供水系统中辅助泵和小气压水罐的设计探讨

从变频恒压供水的原理出发,结合变频器实际运行控制模式,分析推导了辅助泵的流量、扬程和小气压水罐容积的计算公式,并得出结论:变频恒压供水系统中,辅助泵的流量、扬程,小气压水罐的容积,与所选用水泵的特性曲线、管网设定压力值、水泵的运行控制方式等密切相关,应根据具体工程需要进行选用。     

基于变频控制的实体模型流量控制

设计了变频流量控制系统,改进了变频器控制方法,采用标准电压输出模块和电压检测模块组合成变频器反馈控制系统,实时调整变频器端子电压调节水泵流量输出。变频器和水泵输出流量成线性关系,通过试验测试了3台泵不同组合条件下频率流量关系,单台泵频率流量线性关系相关系数达到0.99,而多台泵频率流量关系不同于单台泵对应关系,且相关系数有所减小。因此,多泵变频控制系统应采用组合率定法标定不同泵组合时频率流量关系。以甬江模型为例,组合率定法流量控制偏差小于0.5%。     

叠压变频调速二次供水应用探讨

叠压变频调速供水以最大秒流量作为设计流量,在分析叠压变频调速泵特性曲线的基础上,介绍并举例说明叠压变频调速泵的选型原则,即根据系统的最大秒流量和所需水泵的最高扬程来选定,变频器的频率控制以系统的稳压值为准,叠压变频调速泵只有系统稳压的工作区而没有水泵运行固定的稳压线。最后,对叠压变频单泵供水的节能潜力等问题进行了探讨。     

在线式调节阀应用与管路水力过渡过程研究

以往的有压重力流输水工程多采用末端设调节阀,用延长阀门开关时间的方法来降低水锤压力值。采用阀门前置的方法不但可使阀前的管路缩短,减小了关阀水锤,还可使阀门后的管路工作压力显著降低。调节阀的流阻特性对水力过渡计算结果影响甚大,通过改进阀门的特性曲线,关阀时间可大幅缩短,水锤压力得到有效控制。多喷孔套筒式调节阀对管路系统高压力和大压差条件的适应能力强、线性度好,是一种好的阀型。     

叠压变频调速二次供水应用探讨

叠压变频调速供水以最大秒流量作为设计流量,在分析叠压变频调速泵特性曲线的基础上,介绍并举例说明叠压变频调速泵的选型原则,即根据系统的最大秒流量和所需水泵的最高扬程来选定,变频器的频率控制以系统的稳压值为准,叠压变频调速泵只有系统稳压的工作区而没有水泵运行固定的稳压线。最后,对叠压变频单泵供水的节能潜力等问题进行了探讨。     

河工模型供水系统变频节能改造能效分析

详细分析了河工模型试验供水系统调节阀模式和变频调节模式2种流量控制方式的能耗情况。结果表明,传统调节阀模式能源利用效率低,造成较大的电能浪费和设备的磨损,而采用变频流量调节技术,直接根据流量的大小控制水泵转速, 最大限度节省了供水过程的能耗,平均节能效率高达69%以上,对于能耗较大的河工模型试验供水系统来说,变频调节的节能效益十分显著,具有借鉴和应用推广的价值。     

住宅小区小流量变频供水系统的设计及控制

传统的小区多泵组恒压供水系统没有设置小流量水泵,造成小流量供水时段较大的电能浪费。结合某生活小区的变频供水系统,介绍了小流量变频供水系统的设计和控制。重点介绍了控制系统中的手动/自动模式切换、自动补泵、自动退泵、小流量控制模式等功能和程序设计及调试。     

变频泵供水系统的运行效率探讨

通过对水泵变频运行效率分析和已建变频系统的典型调查,发现管网中的流量大小影响变频泵的运行效率,要降低单方水耗能,变频泵转速应控制在一定区间内。说明了传统水塔供水系统较变频供水系统更节能。     

高水头蓄能电站上库充水方案研究

对抽水蓄能电站上库充水方式进行了总结,对闸阀、蝶阀、流量调节阀和孔板等管路流量调节元件的水力损失进行了分析比较,认为根据充水泵所允许的最小扬程和最大流量,选取数枚适用孔板,配套安装一台流量调节阀,可保证充水泵在全部几何扬程范围内安全运行。实例计算表明,推荐使用孔板能保证充水泵在合适的区域内运行。     

300MW供热发电机组热网循环水泵的变频节能改造

介绍了300 MW供热发电机组热网系统的组成,分析了热网循环水泵运行中出现的问题,提出了热网的总供水流量由热网循环水泵出口调节阀调节改为热网循环水泵变频调节的变频节能改造方案。改造方案实施后,达到了降低机组运行维护费用、节能减排、提升热网供热安全系数、提高企业的经济效益和社会效益之目的。     

水电站扩建增容是加速改善电源结构增强调峰能力的有效举措

为优化和调整电源结构 ,利用调节性能好的已建水电站进行扩建增容 ,是加速改善电源结构增强调峰能力的有效举措。文章从水电建设体制和投资体制改革 ,推行现代技术制度及实现投资结构多元化 ,扩建后工程的防洪、社会经济效益等方面 ,对江西柘林水电站扩建增容进行论述。同时 ,结合柘林水电站扩建的实际情况 ,对电价改革及水电前期工作实行设计监理制 ,提出了具体意见和建议。     

水轮发电机组推力轴承油槽内流动及传热特性研究

为解决推力轴承瓦温过高的问题,采用数值模拟方法分析了某水轮发电机组推力轴承内循环冷却系统油槽内润滑油的流动及传热特性。结果表明,靠近镜板处油流速度大,远离镜板位置油流速度小;镜板内缘压力最低,沿着推力轴瓦径向向外压力逐渐增大;初始瓦温、初始油温一定时,随着水温降低,整体油温下降幅度并不大。根据研究结果,对推力轴承内循环冷却系统提出适当增大冷却器U型管直线段的长度、增大冷却器管径、提高冷却水的压力和流量、加大油冷却器铜管间距的改进建议。     

NUMERICAL SIMULATION STUDY ON SURFACTANT FLOODING FOR LOW PERMEABILITY OILFIELD IN THE CONDITION OF THRESHOLD PRESSURE

Based on the non-Darcy flow characteristics of surfactant flooding in the low permeability oilfield, considering the changes of threshold pressure and influence of surfactant on convection, diffusion, adsorption and retention, a mathematical model is established for a three-dimensional, two-phase, three-component surfactant flooding. A new treatment for the changes of threshold pressure and a novel correction method for the relative permeability curve in the process of surfactant flooding are derived, which enhances the matching degree between the mathematical model and field practice. The mathematical model was used to perform the numerical simulation study for a pilot test of surfactant flooding in Chao 45 Block of Daqing Oilfield, a proper injection plan was optimized. After the optimized plan was carried out in oilfield, the desirable effects, like pressure-reducing, injection rate increase, and the increase of oil recovery, were achieved. The average oil increase for single well reaches 37%, the ratio of cost to revenue is above 1：4, so the economic effect of scale is promising.     

致密油藏体积压裂水平井变窜流系数模型研究

水平井结合水力压裂技术已经成为高效开发致密油藏的有效手段。该文针对水平井经过压裂后在主裂缝周围形成的微裂缝密度随着到主裂缝的距离递减变化的特点,基于双重介质模型建立了窜流系数随着到主裂缝距离变化的体积压裂水平井线性流动模型,通过引入Airy函数及Laplace变换求得了模型的解析解,运用Stehfest数值反演技术得到了在实空间中的解,最后对定产量生产时的井底压力动态及定井底流压生产时的产能动态进行了分析。研究结果表明:井底压力及产能动态曲线可分为4个流动阶段,基质形状假设为球形及柱状对结果影响不大;窜流系数最大值越大,总系统线性流就发生得越早,双线性流阶段无因次产能就越大;窜流系数最小值越大,双线性流发生的时间越早,而且持续的时间越长,总系统线性流阶段无因次产能越大。研究结果可为致密油藏压力及产能动态的合理分析提供科学依据。     

破舱油船水下油品泄漏过程的舱压效应研究

该文采用VOF模型和标准k-?湍流模型来实现负压条件下破舱油船水下油品泄漏,并用缩尺模型试验进行验证。通过对油品泄漏入海量及泄漏速度等泄漏特征参数的分析,获得舱压在泄漏动力中的作用及舱压在油品泄漏过程不同阶段的作用机理。研究表明:舱压在油品泄漏动力中的作用主要表现在受阻泄漏阶段,而自由泄漏阶段中油品重力的动力作用明显;舱压对油品的泄漏入海量影响较大,对压载舱内进水量及油品积累量影响小;在受阻泄漏阶段,舱压越小,油品泄漏入海率及压载舱内油品积累率越小,而进水率越大。     

高酸原油溶剂脱酸前后酸分布研究

以蓬莱19-3高酸原油为原料进行溶剂脱酸,对脱酸前后原油进行了实沸点蒸馏,并对原油和各馏分进行性质分析,考察了高酸原油脱酸前后酸分布的变化规律和各馏分的脱酸效果,并对回收环烷酸进行分子量分布研究。     

轴流泵叶片安放角增大过渡过程特性

建立配置虹吸式出水流道的立式轴流泵几何模型, 提出轴流泵在运行中调节叶片安放角过程的三维非定常数值模拟方法, 采用动网格及网格重构技术实现叶片自转与其随叶轮公转的复合运动。选定 3 种调节规律进行数值模拟, 获得相关工作参数变化规律和内部流场变化情况。结果表明: 采用 3 种不同时间增大叶片安放角 2°, 机组流量增加 4.4% ~ 4.9% , 叶轮水力矩增加 5.1% ~ 5.9% , 叶轮进出口平面的测点静压波动范围较大; 在叶片安放角增大的过程中, 叶轮区域流态恶化、有涡核分布, 叶片吸力面出现分布不均匀的低压区域; 调节时间为 1 s 时, 叶轮进 出口平面测点静压及叶轮水力矩的波动范围要大于其他两种规律, 叶轮区域的涡核分布也要多于其他两种规律, 故在较短时间增大叶片安放角会增加叶轮区域的不稳定性。     

低渗透油藏中水平井两相渗流分析

大量实验表明，在低渗透多孔介质中，渗流不再符合线性达西定律，而具有启动压力梯度，本文从Buckley-Leverret不混溶两相渗流驱替理论出发，考虑启动压力梯度的影响，对水平井两相渗流进行分析，得到了椭球形边水油藏中水平井定产时的压力分布公式和定压生产时的产量公式，以及饱和度分布公式。经图示分析得出结论：启动压力梯度不仅增大油藏的生产压差，而且使油藏的无水采收率和水驱采收率减少；增大注入量可以降低启动压力梯度对两相渗流的不利影响，从而提高水驱采收率，因此开发含启动压力梯度油藏，应小井距，大流量，大压差进行注水开发；水平井的两相渗流解析解为数值模拟中水平井的处理提供很好的方法。     

Experimental study of flow patterns and pressure drops of heavy oil-water-gas vertical flow

A stainless steel apparatus of 18.5 m high and 0.05 m in inner diameter is developed, with the heavy oil from Lukeqin Xinjiang oil field as the test medium, to carry out the orthogonal experiments for the interactions between heavy oil-water and heavy oil-water-gas. With the aid of observation windows, the pressure drop signal can be collected and the general multiple flow patterns of heavy oil-water-gas can be observed, including the bubble, slug, churn and annular ones. Compared with the conventional oil, the bubble flows are identified in three specific flow patterns which are the dispersed bubble (DB), the bubble gas-bubble heavy oil, and the bubble gas-intermittent heavy oil (B_g – I_o). The slug flows are identified in two specific flow patterns which are the intermittent gas-bubble heavy oil (I_g – B_o) and the intermittent gas-intermittent heavy oil (I_g – I_o). Compared with the observations in the heavy oil-water experiment, it is found that the conventional models can not accurately predict the pressure gradient. And it is not water but heavy oil and water mixed phase that is in contact with the tube wall. So, based on the principle of the energy conservation and the kinematic wave theory, a new method is proposed to calculate the frictional pressure gradient. Furthermore, with the new friction gradient calculation method and a due consideration of the flow characteristics of the heavy oil-water-gas high speed flow, a new model is built to predict the heavy oil-water-gas pressure gradient. The predictions are compared with the experiment data and the field data. The accuracy of the predictions shows the rationality and the applicability of the new model.     

含重力流支线的泵站加压供水系统水锤防护

针对含重力流支线的长距离泵站加压供水系统的水锤防护问题,以我国东北某大型供水工程为典型示例, 开展水力过渡过程仿真。基于特征线法建立水力系统数学模型,分析无防护事故停泵的极端工况下水泵特性参 数变化及干线管道沿线压力分布。通过理论分析,提出重力流支线末端调流阀在相继关阀工况下引起的水锤波 在某同一位置发生干涉相长时可产生最大水锤升压。对比调流阀相继关阀工况与同时关阀工况,相继关阀工况 所得最大水锤升压比传统认为引起最大水锤升压的同步关阀工况高 4.4%。给出相继关阀工况下各阀门具体是在 何时开始相继动作的计算式,可为含重力流支线输水系统的水锤防护措施的校核提供理论依据。通过优化干线 泵后阀关闭规律和空气阀布设方案的联合防护措施,有效缓解水泵断电过程中的水力不稳定特性,降低机组最大 反转转速 94.95%,同时有效降低输水干线水锤正压极值 33.82%、负压极值 89.24%,水锤防护效果显著。本研究为 含重力流支线的长距离泵站加压供水系统的水锤及其防护提供理论支撑和实践参考。