南水北调东线高港泵站优化运行方案研究

由于南水北调东线工程的高港泵站受长江潮位影响,其扬程变化频繁、变化幅度大,且同时安装有变角和不变角两种不同水泵,因此对不同的日总抽水量,以泵站运行费用最少为目标,建立优化模型。在考虑分时电价影响的基础上,研究了5种不同变角和变速条件组合的泵站优化运行方案,求解确定了泵站各时段的开机台数和机组运行工况。计算结果表明:5种优化运行方案中,1—3号机组变速、4—9号机组变速-变角优化运行方案节省电费效果最为显著;较现行的抽水流量一定的1—9号机组在设计角度运行方案节约电费13%～32%。     

南水北调东线高港泵站优化运行方案研究

由于南水北调东线工程的高港泵站受长江潮位影响,其扬程变化频繁、变化幅度大,且同时安装有变角和不变角两种不同水泵,因此对不同的日总抽水量,以泵站运行费用最少为目标,建立优化模型,在考虑分时电价影响的基础上,研究了5种不同变角和变速条件组合的泵站优化运行方案,求解确定了泵站各时段的开机台数和机组运行工况。对计算结果进行分析后表明：在这5种优化运行方案中,1—3号机组变速、4—9号机组变速-变角优化运行方案节省电费效果最为显著,其较现行的抽水流量一定、1—9号机组在设计角度运行方案节约电费13%~32%。     

电力抽水站受潮汐影响时的流量计算方法与精度控制

受潮汐影响时,为了使机组在高效区运行或以最大流量抽水,泵站抽水流量不仅随着水位的涨落而变化,还可能同时受到叶片角度调整和机组变动等因素的影响。以江都水利枢纽大型泵站为例,分析了泵站在运行的不同时期,用不同方法计算流量的特点。结果表明:以下方法计算日平均流量,精度均达到规范要求,即净扬程日变幅在2 m左右,用1 d电功度数计算日平均流量;用水力因素法计算日平均流量时,以叶片角度为参数的净扬程与单机流量的关系曲线之间,应不大于0.25°;合并效率法以1 d内24段制或12段制计算日平均流量,无需再考虑机组台数或叶片角度等大幅度调整。     

并联泵站的最优调速运行

水泵的调速运行,由于有灵活、经济的特点,目前已成为泵站经济运行的重要方式。两个或多个泵站并联运行,在农田水利上是常见的事。在净扬程一定的情况下,由于各站的装置特性不同,所以抽同样的水量,各站消耗的能量却不同。通过调节水泵的转速,可以改变各泵装置的流量分配,从而可以在净扬程和总流量一定的情况下,使     

基于性能曲面拟合的泵站优化调度分析

本文基于曲面拟合构造了装置效率、叶片角度与装置扬程和流量的连续函数关系，可以迅速准确地确定某一装置扬程和流量所对应的装置效率等参数。由于不需要反复插值计算，可以大大提高寻优计算的速度和精度。进而本文利用动态规划建立了泵站优化调度模型，可用于考虑时间因素、具有多种型号泵且能调角或调速运行的泵站优化调度。为了检验本方法，特对某泵站进行了优化调度。结果表明，优化后的方案比现有运行方案要节省大量电费。     

东深供水改造工程水泵调节机构特点

由于东深供水改造工程向香港、深圳及沿线东莞市城镇的供水量是随用水量而变化的,而且各供水泵站在不同季节和不同时段的流量变化较大.为了提高调水工程对流量变化的适应性,同时便于梯级泵站的流量平衡与调节,各供水泵站一方面采用选较多泵组台数的方法,另一方面采用叶片角度全调节水泵的方法,通过叶片角度的调节随时进行泵及泵站流量的调节.采用叶片全调节水泵,当进、出水池水位变化时水泵仍能保证在高效率区运行,同时,利用小角度起动可减少泵组在起动时的振动.为了使水泵在各工况下能安全可靠地进行叶片调节,选择、设计和使用性能良好的叶…     

应用动态规划法对单泵装置的实时控制

以某泵站单泵为例,运用动态规划的原理,解决一定流量下单泵在不同时段的最优叶片角度及流量,使单泵能源单耗达到最小的目的。     

山东利津县宫家引黄闸前泵站运行存在问题及解决方案

利津县宫家引黄闸前泵站建成投入使用后,发现当黄河流量小于80 m3/s,泵室水位低于设计水位时,就会出现气蚀、噪音与振动等问题,对水泵造成损坏;而当黄河水量超过1 000 m3/s时,由于泵室前闸门设计高度欠妥,河水漫闸而造成泵室淤积,水泵难以启动。针对以上问题,分别采取调整叶轮叶片角度、轴流泵叶轮进口加装前置导轮、处理泵室淤积泥沙等措施加以弥补,对确保泵站安全运行大有裨益。     

潜水贯流泵装置在扬州闸泵站中的应用分析

扬州闸泵站具有抽排和抽引的双重作用,其抽排设计净扬程为2.44 m,设计抽排流量为72 m3/s,抽引设计净扬程为0.65 m,设计抽引流量为29 m3/s,属于大(Ⅱ)型泵站.针对扬州闸泵站的功能需求及扬程特点,对4种不同型式的贯流泵装置方案进行了比选,最终确定采用潜水贯流泵装置型式,对比了单向潜水贯流泵装置电机前后置方案,分析了电机前后置对泵装置能量性能及内流场的影响,电机后置方案明显优于电机前置方案,该泵装置结构型式的应用可为同类型泵站的选型与设计提供一定的技术参考.     

石港泵站立式轴流泵装置模型试验研究

针对石港泵站立式轴流泵装置,提出合适的运行方案。通过设计和制作模型泵装置,测得6个叶片角度下模型装置的能量特性、5个叶片角度下的气蚀特性和5个叶片角度的飞逸特性,并按照相似理论,换算得到石港泵站原型泵装置特性。研究结果表明,该轴流泵装置具有较高的装置效率,在叶片角度-2°时的最高效率达到75.8%;设计扬程时,泵装置汽蚀余量7.15 m,小于招标文件规定,且满足飞逸转速安全要求。     

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%。     

鲤鱼洲泵站水泵机组大范围调速运行及出水池出水状态分析

鲤鱼洲泵站是珠江三角洲水资源配置工程中的取水泵站,具有流量变化幅度大、输水系统管道糙率随时间增加,泵站总扬程变幅大等工程特征。该工程采取了出水池设溢流堰及水泵大范围调速运行的措施。泵站出水池设置溢流堰使泵站总扬程变化幅度由120%的设计扬程降低至85%的设计扬程;水泵大范围调速运行能满足工程所需运行工况,同时使水泵在高效区和无空化区运行。泵站流量为80 m³/s时,六泵并联运行的单泵转速最高至1.04倍的额定转速;泵站流量为20 m³/s时,两泵并联运行的单泵转速最低至0.60倍的额定转速。本文可为大型调水工程的泵站设计以及运行管理提供参考。     

不同导叶参数对混流泵水力性能的影响

为探求不同导叶参数对混流泵水力性能的影响,以比转速为438的模型泵为研究对象,在模型试验验证的基础上,采用计算流体动力学方法,以常规导叶设计为基础,在保持其他参数不变的情况下,分别数值模拟计算了4种不同导叶叶片数方案和7种不同导叶片扫掠角度方案的混流泵段水力性能。数值模拟结果表明:改变导叶叶片数对混流泵段外特性影响明显,不同流量下存在不同的最优叶片数,小流量工况运行时,应适当增加叶片数,大流量工况运行时,应适当减少叶片数;不同导叶片扫掠角度对大流量区域影响显著,不同流量存在不同的最优导叶片扫掠角度且随着流量的增大从-16°逐渐偏向+24°;在流量为510 L/s时,计算扫掠角度范围内对效率的影响达5.5%。     

湿定子潜水贯流泵装置全流场分析

江西萍乡鹅湖泵站采用了四台叶轮直径2 250mm的湿定子潜水贯流泵,为探究不同叶片安装角度对该泵的性能及内部流动的影响,选用了比转速ns=850的湿定子潜水贯流泵模型泵为研究对象,对不同叶片安装角度和不同流量下的泵装置进行内部全流场分析,并预测其性能.研究结果表明:叶片进口角度从0°变到+4°时,对于湿定子潜水贯流泵装置,稳定运行的工况下的扬程性能曲线上移,效率性能曲线右移,高效区变宽.蝶阀导致小漩涡的产生,影响管内流动;小流量工况下,水流在流经导叶的背面时出现了明显的脱流情况.     

大型直抽给水加压泵站的工艺设计及运行分析

在以调水为目的的大型给水加压泵站设计中 ,加压站作为接力式泵站 ,采用直抽式可以充分利用来水压力 ,而且占地面积小 ,节省投资。大型直抽式加压泵站的设计工况点不确定性因素多 ,设计难度大。通过合理的工艺设计 ,精心的设备选型 ,泵组在宽范围流量和扬程的情况下电机轴功率不过载 ,泵组效率较高 ,泵组搭配合理 ,充分满足了广州市东水西调的目标要求。     

15度斜式轴流泵装置水动力特性实验研究

15度斜式轴流泵装置是我国近年在低扬程、大流量泵站引入的一种新型泵装置,由于出水流道前端呈S形弯曲,流道内的二次流导致某些工况下压力脉动和振动较大,这一问题尚有待深入研究。本文针对浙江盐官泵站技术改造所研制的新型15度斜式轴流泵装置进行了水动力学特性的实验研究。研究发现,与泵段相比,斜式轴流泵装置的最优工况点向负叶片角度和小流量区偏移。泵装置在较小叶片角度下的空化特性优于大叶片角度;当装置空化余量低到使泵装置效率下降1%时,叶片背面出现占据近1/3叶道区域的空化区。斜式轴流泵的飞逸转速在较大负叶片角度时可达额定转速的1.73倍。斜式轴流泵压力脉动在导叶出口、出水弯管和出水流道内明显高于常规立式轴流泵;从水泵进口方向看,当叶轮逆时针方向旋转时,斜式轴流泵装置出水流道隔墩左侧流量大于右侧。本文研究成果为大型斜式轴流泵站优化设计和稳定运行提供了新的科学依据。     

大流量工况下预制泵站内部流动特征

针对预制泵站的大流量运行工况,提出多筒体布置方案,采用计算流体动力学方法对预制泵站全流道内的三维流动进行了模拟与分析,借助流动参数分布研究预制泵站的运行特征。根据流量分配的原则设计了4筒体顺序并联和对称并联两种方案,每个筒体内包含2台输送泵。在两种并联方案条件下进行了8台泵同时运行的流动模拟与分析,获得了输送泵和筒体内的流量分布,总结了输送泵实际运行工况偏离其设计工况的原因。对泵内流动状态进行了对比,分析了相邻泵之间的相互干扰。通过分析预制泵站出口管路内的速度和压力分布、流量分配方案及泵站底部流动特征对泵站运行的影响,描述了影响泵站运行稳定性的水力因素。研究结论为预制泵站的设计、控制和运行提供了参考。     

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。     

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。     

曝气生物滤池降解规律试验研究

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%。