一体化泵站流动特性数值模拟分析

为探究一体化泵站在不同流量工况下泵站内部流动特性,基于不可压缩流体的连续性方程和雷诺时均N-S方程,采用计算软件CFD对一体化泵站进行数值模拟。通过不同特征工况下,分析了一体化泵站内部流动相关特性及水力性能影响。结果表明:小流量工况下,入水口流速平缓,集水池内流线上下扩散严重,多处出现漩涡,水泵效率偏低,随流量稍增,两水泵效率偏差增大;大流量工况下,水泵效率下降快,流线向管道Ⅰ偏流。从而在过小或过大流量工况下,会对一体化泵站的高效与经济运行产生一定影响。     

松塔泵站供水系统节能运行优化研究

针对水位变幅较大的松塔供水工程,在输水管道、水泵型号、输水流量已经确定,泵站效率较低的情况下,分析松塔泵站供水系统能耗损失原因;研究对泵站进行变频调速调节的方案,分析优化结果,提出了在不同水位变频调速运行时,提高供水工程的效率的措施。     

泵站“S”型进、出水流道优化设计研究

为提高王道泵站泵装置的效率和运行稳定性,本文通过CFD软件对不同流道设计方案的流态进行模拟计算,根据模拟计算结果评价、比选流道方案。模拟计算结果较好地揭示了不同方案泵装置的外特性及内流性能,通过对比可以发现：经优化后的泵装置进、出水流道无漩涡、脱流等不良流态;水泵叶轮进口断面流速均匀度经优化后达96.45%,流速加权平均角达86.87°;泵装置水头损失较小且仅为0.419 m,装置水力效率高达78.1%。经优化后的泵装置效率高、运行稳定性好,各项水力性能指标均达到同类型国内泵站的先进水平,优化过程可以为同类型泵站的设计选型提供参考和指导。     

基于Fl owmas ter平台供水泵站稳态运行仿真模拟

泵站建成运行管理往往需要了解水泵的实际运行工况,即了解水泵运行的工作点,管路系统尤为重要,管路模型有Colebrook-White、Hazen-Williams和固定系数3种,不同模型下计算结果不同,但相差不大。在长距离供水工程中,沿程水头损失是引起压降的主要因素,局部水头损失可忽略不计。借助Flow master平台对乡宁供水工程组建网络模型进行稳态模拟,并对不同管道模型模拟结果进行比较,以期对Flow master平台在供水泵站稳态仿真模拟的应用提供借鉴。     

瘦西湖活水工程泵站测试分析

介绍国家级旅游风景区——扬州市瘦西湖活水工程泵站现场测试的内容、方法和特点,采用五孔球形探针测定水泵出水管断面流速分布,积分求得流量,方法简便易行。对测试结果进行分析表明,开机台数增加越多,总流量增加越少,抽送单位流量的功率越大;泵站宜采用少运行台数,长运行时间的运行方案;小流量时长距离输水管内的存气会增加沿程水头损失。     

基于遗传算法的大型泵站水泵转速优化方法

大型引水泵站一般都在引水渠道或管道的尾端配备了蓄水水库,它们对水泵的实时供水量及供水压力无特别要求,水泵效率最高才是这类泵站方案优化设计的目标。依据泵站试验运行时SCADA系统的数据记录,采用插值计算得到水泵抽水转速区间内任一点的扬程和效率,然后采用遗传算法搜索实际扬程变化时抽水转速区间内任一转速下的工作点对应效率的最大值,该值对应的转速即为优化转速。结果表明:在实际扬程偏离设计扬程较大时采用插值计算和遗传算法进行转速优化能有效提高水泵效率;实际扬程偏离设计扬程越大,转速优化对水泵效率提高越显著,当实际扬程偏离设计扬程差值达到16.96%时,效率提高值达到2.17%。     

变频器在淮水北调临涣输水管道中的应用

在进行长距离输水时,管路的水头损失对水泵总扬程有较大影响.为使水泵在各种工况下均能稳定运行,采用变频调速能达到可观的节能效果,变频范围为60%-100%,能保证水泵在高效率运行.本文针对淮水北调临焕输水管道工程的有关特点,介绍了变频器在管道充水、单泵启动运行及梯级泵站间流量匹配中的应用.     

整流罩在泵站肘形进水流道中的应用效果分析

肘形进水流道广泛应用于大型低扬程泵站,其弯曲段的内侧与外侧曲率半径相差较大,故流道出口存在较严重的流动不均匀性,从而影响泵站工作效率。针对此问题,本文设计了一种装在肘形进水流道末端的整流罩,并采用计算流体力学方法对传统肘形进水流道和加装整流罩的进水流道进行了对比分析。研究发现,传统肘形进水流道在弯曲段内,内侧流速比外侧流速高28.4%。在进水流道末端加装整流罩之后,进水流道出口速度分布均匀度基本保持不变,但设计工况下出口水流平均偏流角由原来的13.1°减小至4.3°,降低70%以上,水泵扬程增加2.3%,水泵效率增大2.5%。上述结果表明,整流罩在减小了进水流道出口水流平均偏流角之后,使水泵进口流态得到改善,从而降低了泵内流动损失,提高了水泵扬程和效率。该项研究工作对改善大型泵站水力设计,提高泵站运行效率具有参考价值。     

大直径钢管桩内取水泵站优化研究

采用三维有限体积法和非结构网格,对不同进水条件下钢管桩内水泵的进水流态进行了数值模拟研究,优化了离岸式LNG取水泵站采用大直径管桩内取水方案的钢管桩尺寸、开孔形式、布置高程及水泵类型等参数,减小了水泵吸水管内横向流速,抑制了涡流强度,改善了水泵的进水条件,为取水口物模试验及其初步设计提供了相关参数和依据.     

大型泵站正向进水池形式和叶轮安装高度模拟分析

针对如何改善泵站水泵进水条件来提高泵站装置效率等问题,提出了大型泵站正向进水池流态的数值模拟方法。以安装有卧式离心泵的大型泵站正向进水池为研究对象,通过选用数学模型和湍流模型并采用Fluent软件进行模拟和计算水泵竖向进水管不同的进水池形式及水泵叶轮安装高度对流态的影响及其相关性,进而选取最优水力参数。结果表明,对于安装有卧式离心泵的大型提水泵站,选取进水池形式为对称蜗形与水泵叶轮安装高度为(1.4~1.6)D可以改善水泵进口流速分布,防止前池内的泥沙淤积,确保水泵稳定运行,提高水泵效率。     

胥浦活水泵站肘形进水流道流态分析及优化

胥浦活水泵站为一座长江边低扬程引水泵站,设计流量5.0 m3/s,最大扬程3.3 m。为适应其低扬程、小流量的特点,选用了全贯流潜水泵,在原胥浦节制闸底板上改建安装。为了保证在长江低水位时,水泵进水口完全淹没,进水流道型线平顺,流道内无涡带或其他不良流态,机组启动正常和运行稳定,利用三维数值建模、边界条件设置与三维湍流流动模拟,运用计算流体动力学CFD方法,进行进水流道内部流动数值模拟,多方案分析和比较进水流道内部流态、水泵进水条件和流道的水力损失。计算结果表明,进口尺寸1.1 m×3.4 m(高×宽),出口直径1.2 m的型线B方案进水条件好,流道水头损失小,满足水泵高效运行的要求。优化设计方案为泵站安全运行提供最优的设计进水流道型线和设计参数。     

大型离心泵并联运行最优控制分析

大型离心泵并联运行的效率优化和调度是一类复杂的有约束非线性规划问题,其建模及求解都比较复杂.针对该问题研究现状的不足,在考虑水泵并联运行时进水管和连接管水力损失的基础上,引入了具有较高拟合精度的离心泵效率表达公式,并以泵群总轴功率最小为目标函数,以供水指标和运行要求为约束条件,建立了符合水泵并联运行特性的大型高扬程供水泵站优化运行的数学模型.仿真试验表明:模型及求解方法有效、实用;当进水管和连接管较长、水力损失较大时,对泵站的最优运行方案产生重要的影响,应当加以考虑.     

双向进水流道水力特性模型试验研究

分析模型的相似准则及其主要作用力 ,考虑工况相似要求 ,提出泵站进出水池和流道内分别按不同的相似准则进行设计的方法 .结合彭越浦泵站水工模型试验 ,对双向流道进口前漩涡及流道内的涡带、喇叭口附近流速分布、水泵起动及稳定运行过程中流道内的脉动压力和进出水流道的水头损失等水力特性进行全面的观测和分析 ,提出在流道内设置垂直隔板及导流锥加隔板两种消涡的工程措施 .     

吕梁横泉水库工业供水泵站优化设计与研究

目前国内工业供水设计中,对于自压输水工程处理供水压力不够的情况,通常的做法是建设加压泵站,并在泵站前建设进水池,该方法在泵站运行中偏于安全,但运行管理成本较大。结合吕梁横泉水库工业供水泵站设计要求,优化设计研究中提出了直接在管道上串接水泵,进行加压,无需建设进水池和增加调流调压阀。泵站运行中,小流量供水时采用自流,超过流量后加压,机组采用变频调节,逐步提高流速,这样不仅减少投资,而且运行管理较为方便,能够完全利用上游自流压力的剩余水头。针对泵前管道会出现真空导致爆管的问题,通过在管道沿线设置进排气阀来解决。经过已建成的38 km管线的现场测试结果表明,该设计方案能够达到系统设计的运行要求。     

夹马口取水泵站节能运行优化设计研究

为了探究夹马口取水泵站系统的节能运行方式,推导出水泵机组能源单耗随水泵效率及管路效率变化的数学模型。通过模拟水泵在并联管和单管输水下的运行工况,分析水泵效率、管路效率、能源单耗随管路输水方式变化的趋势。结合夹马口取水泵站的工程特点,优化设计研究中提出水泵出水总管并联输水的运行方式。数值模拟计算结果表明,并联管输水时管路效率及泵站效率明显提高,机组能源单耗明显减低,可以实现夹马口泵站的节能运行。     

友谊电排站改扩建工程泵型方案比选

全贯流泵是一种新型潜水泵,水泵的叶轮和电机转子为整体结构均安装于水下,工作运行时水流从全贯流泵的内腔通过,水流直接贯穿了整个水泵泵体,减少了传统式轴流泵的弯管和异形管局部水头损失,大大的改善了水泵水力性能,提高了水泵的装置效率。同时全贯流泵对土建结构要求简单,且具有水泵安装和检修简单方便,运行时散热性能好,噪声低的性能优点,非常适用于低扬程大流量的排涝泵站。     

泵站回转式格栅清污机选型设计及应用

回转式格栅清污机的参数选择是否得当,对其他动力设备如水泵甚至泵站结构本身都可能造成重大影响。分析了回转式格栅清污机材质、过栅流速、安装角度、栅条净距、控制方式等选型设计要点,并结合北京某雨水泵站工程,验证了该选型设计方法的适用性。分析得出:泵站回转式格栅清污机的材质选取和泵站的使用功能、水质情况关系很大;过栅流速不大于允许过栅流速,即意味着设备的过流量满足要求;栅条净距的选择应充分考虑水头损失对水泵机组运行的影响;控制方式的选择应因地制宜,根据工程的实际情况和使用条件确定。     

凸台类型对离散型流道叠片过滤器水头损失的影响

离散型流道叠片过滤器是一种水头损失相对较小的新型叠片过滤器,其叠片表面均匀分布的凸台结构是影响叠片过滤器水头损失的主要因素之一。为探明凸台类型对内部流场的影响并进一步降低离散型流道叠片过滤器的水头损失,通过物理试验与数值仿真,对比分析了初始的右三角形和优化新增的菱形、椭圆形、上三角形、下三角形等共5种凸台类型的离散型流道叠片过滤器的水头损失及流场分布特征。结果表明：将离散型流道叠片过滤器凸台类型设置为下三角形有利于减小水流主流区与凸台边壁的接触长度和凸台间湍动能强度,降低离散型流道叠片过滤器的水头损失;与初始右三角形凸台相比,4种优化的凸台与主流区接触长度的降幅为9.61%~36.73%,最大湍动能的降幅为25.87%~49.96%,其中下三角形凸台降幅分别为29.99%和49.96%;根据模拟计算可得右三角形凸台流道间水头损失系数最大,下三角形凸台流道间水头损失系数最小,其能量转换效率最高;清水条件下,下三角形凸台离散型流道叠片过滤器水头损失相比初始离散型流道叠片过滤器降低了14.89%~21.93%。研究结果可为离散型流道叠片过滤器的结构优化提供参考。     

提高泵站装置效率的途径

搞好扬程配套,提高水泵过流部分光洁度,保证安装质量,控制密封间隙,提高动力机效和传动,管理系统效率以及制定合理的运行方案,使水泵能在最优状态下运行,这些都是提高泵站装置率的途径.     

大屯水库入库泵站初期运行性能分析

对大屯水库入库泵站运行初期的性能数据进行统计分析表明,在水库从空库逐步蓄水至设计库容的一个完整充库过程中,水泵机组运行平稳,随着库水位的抬高,单机抽水流量基本保持不变,抽水功率会显著增加。进一步对影响泵站效率的各因素逐项进行研究表明,过流通道损失偏大和水泵最高效率点扬程偏高是泵站低扬程工况下效率偏低的主要原因。