浅谈长距离高扬程输水工程梯级泵站的分级

肃北蒙古族自治县马鬃山镇供水工程是一个长距离、高扬程的调水工程,包含加压输水和重力流输水两种方式。工程加压输水段长114 km,采用梯级泵站加压输水方式,探讨了本工程梯级泵站级数的确定和各级间扬程如何分配等难点问题。     

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。     

万家寨引黄一期工程输水建筑物永久检修、补气、放空口的设计

引黄工程是一梯级泵站串联，长距离单线封闭输水系统，该系统工程的运行和维修是一项复杂的课题，永久检修，补气和放空设计是这项工程的重要组成部分。本文就这些附属建筑物的设计进行了简要阐述。     

长距离输水泵站机组选型探讨

长距离输水泵站机组选型合理与否，对泵站工程投资和年耗电费影响较大。本文以年费用最小法建立了长距离输水泵站机组选型的数学模型和管道优化设计的线性规划模型，并附有算例和解法。     

长距离泵输水工程管道直径选择探讨

长距离泵输水工程管径选择合理与否直接影响工程投资和运行费用。采用费用现值法,考虑工程运行初期和远期输水流量不同、泵站运行方案不同、水泵工作扬程和水泵机组效率不同以及我国实行两部制电价等因素,探讨长距离泵输水工程经济管径的确定问题。以陕西某长距离泵输水管道工程为例,介绍了DN450,DN500,DN600和DN700等4种管径的费用现值计算,以及输水管道经济管径的确定过程,可供类似长距离泵输水工程经济管径选择参考。     

多级串联梯级泵站扬程优化分配研究

为了使梯级泵站群整体以效率最高状态运行,降低输水成本,确定不同工况下梯级泵站群的最优运行调度方案,开展了针对南水北调来水调入密云调蓄工程梯级泵站不同的梯级净扬程组合下的扬程优化分配研究,即当首级泵站进水侧水位和末级泵站出水侧水位(即梯级净扬程)一定时,各级泵站间的扬程分配。在满足各渠段水力联系、各级泵站进、出水侧水位约束等多个条件的前提下,利用动态规划法进行求解,得出各级扬程分配的最优解,使整个梯级输水系统运行效率最高,从而得出梯级泵站系统联合运行扬程优化分配方案。     

基于遗传算法的串联梯级泵站扬程优化分配

为实现引江济淮工程(安徽段)江水北送段的高效运行,以引江济淮工程江水北送段输水系统为研究对象,采用基于遗传算法构建的梯级泵站扬程优化分配模型,开展串联梯级泵站扬程优化分配研究。分别对设计和非设计工况下江水北送段输水系统的运行方案进行分析计算。计算结果表明:设计工况下优化后分配方案总效率较设计现状方案提高2.86%,说明模型优化后的方案可进一步提高梯级泵站的输水效率,为实现串联泵站输水系统科学、合理调度提供很好的科学支撑。     

千米扬程梯级泵站的调试运行

张家口市区、崇礼县补水一期工程从云州水库调水至崇礼县滑雪场主蓄水池,以解决2022年冬奥会各滑雪场地的供水水源问题,总提水高度1029m,由10级梯级泵站和3条隧洞组成。该工程技术复杂,冬季运行条件恶劣,设计中采用了岸边式取水口布置、泵站级数优化和扬程匹配、无压隧洞加有压管道的输水系统、泵站进口调压塔的设置、大容量立式内胆式水锤消除罐以及高压变频机组等技术。经过18d的首次充水和调试运行,一次性试车成功,并随即完成了第1个雪季的供水。为长距离、高海拔、高扬程地区梯级泵站的设计、施工与运行积累了经验。     

基于水动力模型和遗传算法的梯级泵站优化调度研究

引滦入津输水沿线采用梯级泵站级联提水的方式工作。为降低泵站系统总能耗,在分析研究梯级泵站输水特点的基础上,设计出梯级泵站站间水位优化结合各单级泵站站内机组优化的调度方法,并利用丹麦DHI MIKE11水动力模型和遗传算法分别建立了河道水位数学模型和泵站优化调度模型,根据各泵站机组实测运行记录,拟合了机组运行效能曲线来计算功耗。结合2011年该梯级泵站运行实测数据,验证了该调度方法的合理性、有效性,能够满足梯级泵站节能降耗的要求。     

梯级泵站输水系统预测控制方法研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程前半段是由泵站、渠道、节制闸等构成的复杂梯级泵站输水系统。为了应对该输水系统经常出现流量不平衡可能带来的水位超出极值约束的问题,建立一种新的预测控制方法,基于恒定流模型建立各渠段的站前水位—流量—蓄量关系,通过水量平衡和插值计算对蓄量和站前水位的时间变化规律进行预测,进而提出控制策略。该预测方法经实际运行数据检验,精度较高、方法简单实用,可用于密云水库调蓄工程梯级泵站输水系统实际运行控制。     

梯级泵站输水系统旬优化调度及经济运行研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程是北京南水北调配套工程的重要组成部分,该工程后半段从怀柔水库通过3级泵站提升输水至密云水库。为实现该工程高效经济运行,基于北京市分时电价,以怀柔水库至密云水库梯级泵站输水系统运行单位输水成本最小为目标,考虑怀柔水库蓄水量、输水线路水头损失、流量平衡和总扬程等约束条件,采用大系统分解协调模型求解该工程旬内优化调度及经济运行问题。将该大系统分解协调模型分解为梯级泵站扬程优化分配模型和旬优化调度模型2个子系统,采用动态规划法实现各子系统的优化,从而实现大系统的全局优化。应用情况表明:模型具有较好的适用性,可为工程优化调度提供依据,指导工程高效经济运行。     

基于水锤分析的长距离输水系统泵站改造研究

由于长距离输水系统水源切换,输水泵站发生改变,导致长距离输水系统水力条件发生变化,进而影响其水力过渡过程及水锤防护设备的选择。因此需在常规的泵站改造可行性分析基础上增加水力过渡过程模拟。结合中国东北地区某长距离输水系统泵站改造实例,通过建立水力过渡过程模型,对各改造方案进行水锤分析,综合确定合理的改造方案。结果表明,对变更泵站的长距离输水系统进行水锤分析可有效指导泵站改造的可行性研究。针对水力条件发生重大改变的长距离输水系统重新进行水力过渡过程模拟,可提高供水可靠性,为系统变更提供科学、合理的依据。     

长距离输水无防护抽水断电过渡过程分析

文章以广东省西部某长距离管道输水工程作为研究对象,对该工程的管线系统进行水力过渡过程仿真计算,分析该系统内泵站在实际运行期间的不同工况下可能发生的抽水断电事故对输水系统造成的危害,提出了水锤防护措施,为泵站及输水工程的设计及安全运行提供决策依据.     

高扬程灌区泵站梯级间的水量调蓄改造方案优化研究

针对甘肃省景电灌区梯级泵站运行过程中存在的级间水量不协调、灌区设计灌溉面积与实际不符等问题,提出了在长距离的泵站级间修建调蓄水池、完善泄水设施等更新改造优化的措施,并应用于实际工程的更新改造中。运行结果显示,采用在泵站梯级区间修建调蓄水池的改造措施,可减少泵站溢流水量损失,实现了节约了水资源,减少了能源浪费的目标,经济效益明显。本研究结果对现有工程更新改造具有重要指导意义。     

变频调速在长距离高扬程梯级泵站中的应用

西北地区长距离、高扬程、梯级供水泵站受地形限制,各泵站水位变幅和输水管线长度相差较大。在流量调节过程中,上述差异导致水泵运行扬程偏移和输送流量偏差,级间流量的不平衡易引起泵组频繁启停和前池溢水现象。通过工程实例的设计和调试运行,介绍了水泵变频调速在梯级泵站级间匹配、流量调节和长距离管道空管充水等方面的应用。     

南水北调实施后徐州市水资源利用问题及对策

南水北调东线工程是为解决我国北方地区水资源严重短缺问题而实施的一项具有重大战略意义的调水工程,它利用江苏省已有的江水北调工程,逐步扩大调水规模并延长输水线路。根据《南水北调总体规划》,南水北调东线一期工程输水干线总长1156km,其中江苏省境内404km,全线共建设13个梯级泵站,总扬程约65m,其中江苏境内9个梯级泵站,扬程40多m。徐州市境内建设5座翻水站,即不牢河段建设刘山、解台、蔺家坝三级泵站,徐洪河建设沙集、邳州两站。南水北调工程对徐州市水资源利用状况将产生新的重大影响,     

南水北调东线第一期工程设计中平原区河道超标准洪水位

南水北调东线第一期工程从长江下游取水利用梯级泵站提水、现有河道输水。输水河道堤防规划设计防洪标准为20年～50年一遇设计洪水，但其提水泵站工程为Ⅰ等1级建筑物工程，设计防洪标准规范规定为100年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，泵站防洪标准远高于输水河道。本文以位于梁济运河上的长沟、邓楼泵站为例对平原区河道超标准洪水位的计算方法进行了初步分析与研究，推求泵站设计洪水和设计洪水位。     

长距离变流量输水工程加压泵站机组选择

输水工程是实现水土资源优化配置的重要工程措施之一,长距离变流量加压泵站在输水工程中运用越来越多,泵站工程作为重要节点对工程良性运行起着至关重要的作用。文章结合工程实例对加压泵站机组选择从技术和经济两方面进行分析,供其他工程参考。     

长距离压力输水管道水锤防护设计

四川某20万m3/d长距离输水工程地处山区,输水距离长且管道起伏较大,并且采用泵站加压输水,水泵扬程81m,水锤防护难度大。以该工程为例,基于PIPE2010:Surge水力分析软件平台,将防水锤空气阀、防水锤空气罐在输水工程中搭配使用,对其进行了水锤数值模拟。分析结果表明,防水锤空气阀与防水锤空气罐联合作用可有效地防护长距离输水工程中水锤危害。     

长距离有压输水系统事故停泵水锤防护措施研究

为了防止事故停泵水锤危害长距离有压输水系统的运行安全,研究事故工况下的长距离有压输水系统的水锤防护措施具有重要现实意义。结合工程实例,根据管道瞬变流基本原理,采用特征线法建立了星石泊泵站至卧龙隧洞入口段有压输水管道模型,模拟计算了星石泊泵站发生停泵事故后的水力过渡过程,讨论了泵后阀关闭程序和增设不同数量空气阀等措施对事故停泵水锤防护效果的影响,探究了长距离有压输水系统突发停泵事故的水锤防护措施及规律,并得到了相应的停泵水锤联合防护方案,最后提出了针对长距离有压输水系统的水锤防护优化建议。结果表明：将增设空气阀防护与泵后阀关闭程序防护相结合,可实现长距离有压输水系统的停泵水锤防护的目的。研究成果不仅有助于保障本段工程的安全运行,并且同时期望对于类似工程的水锤防护具有参考和借鉴意义。