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%。     

叶片可调单机组日运行优化方法研究

本文提出叶片可调单机组日运行优化动态规划数学模型，该模型以耗电费用最少为目标函数，以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，规定时段内的抽水水量为约束条件。以受长江潮汐影响的江都四站为例进行分析，获得结果如下：(1)在典型潮位过程(12月至2月份平均潮位过程)、设计平均扬程(7.8m)、机组尽可能满负荷工作时，叶片可调单机组日运行优化结果与叶片安放角维持0(设计安放角)相比可节省电费5.24%；且在平均潮差(1.2m)时，叶片安放最优角度与峰谷电价有关，峰电时为-4，非谷与谷电时+2。(2)在潮型不变的情况下，平均扬程分别为4.8m、5.8m、6.8m、7.8m和8.3m(实际可能发生潮位)时，叶片调节运行方式与叶片维持设计安放角相比，可节省费用在3.4-6.2%之间，平均节省4.5%，单位提水费用平均下降4.55%。该成果可为南水北调源头泵站的站间乃至梯级泵站群的复杂系统优化运行提供基础。     

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。     

基于单机组试验选优的并联泵站群组合 优化运行算法研究

以并联泵站群日提水耗电费用最少为目标,构建包含各时段泵站运行数、站内水泵开机数、水泵叶片安放角及机组转速4个决策变量的并联泵站群变角变速组合日优化运行数学模型,提出基于二级子系统试验选优的大系统二级分解-动态规划聚合法。通过将原模型进行二次分解,获得以单机组日提水耗电费用最小为目标,各时段水泵叶片安放角及机组转速为决策变量的单机组变角变速组合日优化运行数学模型,采用大系统试验选优法求解。进而通过一系列二级子系统不同提水要求下的优化计算,获得单机组日提水量与提水费用的一一对应关系,原模型即可转化为以并联泵站群日提水费用最少为目标、各机组日提水量为决策变量的聚合模型,并采用动态规划方法求解。该方法可进一步完善组合工况调节方式下并联泵站群优化运行理论,较由站内单工况优化运行下获得的并联泵站群优化运行效益更为显著。以典型并联泵站群为计算实例,优化结果表明:各日均扬程下满负荷、80%负荷、60%负荷优化运行单位费用较定角恒速运行分别平均节约8.41%、23.07%、32.79%。     

南水北调东线泵站机组站内叶片全调节优化研究

南水北调工程是解决我国北方水资源缺乏的重大工程,而淮安四站是南水北调东线工程泵站之一。本文在考虑分时电价的基础上研究淮安四站的运行优化问题,建立泵站机组费用最小的叶片全调节数学模型,并针对该模型特点,提出了一种改进的动态规划求解算法。最后,利用算例验证了该算法的可行性。计算结果表明:(1)在设计扬程、机组满负荷工作情况下,叶片全调节的调度方案与叶片角额定安放角度相比,可节约费用4.88%。(2)机组能源经济效率受叶片角和流量负荷转移两个因素影响:其中叶片角与机组自身的特性曲线相关,当扬程较大时,叶片角影响较小;流量负荷转移与机组容量与需求量相关,机组容量越大,负荷转移越显著。当需求量较小时,叶片角是主要影响因素,当需求量较大时,流量负荷转移是主要影响因素。     

南水北调东线工程江都泵站运行优化研究

江都泵站是南水北调东线工程水源泵站的一部分。针对泵站扬程变化的特点,利用水泵调节叶片的功能,建立了泵站优化运行的数学模型,并用遗传算法求解。对于不同的日总泵流量和日总泵水量,为了使泵站运行成本最小,分别确定了一天中不同时段运行的泵组数量和运行负荷。结果表明,在每天抽一定水量时,调整叶片角度和时变电价的方案,与常规运行方案(按一定的抽水流量设计叶片角运行的泵站方案)相比较,电气费用节省4.73%～31.27%;在泵送流量一定的情况下,通过调整叶片角度,节省了2.03%～5.79%的电费。     

江都站不同型号机组叶片全调节优化运行效果分析

以单机组运行耗电费用最小为目标函数,采用动态规划法,对江都站不同型号机组、不同日平均扬程、不同运行负荷组合生成的45种方案,分别按考虑分时电价与不考虑分时电价,进行叶片全调节（变角）优化计算,同时进行相应的常规运行计算,最后以单位提水费用作为分析指标,对不同型号机组变角优化运行效果进行比较分析,其结论为考虑分时电价、长江潮位影响等因素的站群变角优化研究提供决策依据,同时为大中型泵站改造与经济运行提供参考。     

基于峰谷电价的感潮河段泵站日优化运行研究

为节约感潮河段泵站运行费用，综合考虑长江侧水位变化和峰谷电价，在满足需要水量的前提下，以泵站日运行费用最小为目标，建立感潮河段泵站日运行优化模型。结果表明，优化方案在电价低谷时段增加抽水负荷，而在电价高峰时段降低泵站抽水负荷；电价相同时，泵站开机方案与水位相关，其中平价时段开机方案受水位影响更大；与设计方案相比，优化方案节约泵站运行费用11.40%～50.79%。因此，峰谷电价的引入不仅能有效减少感潮河段泵站的运行费用，同时也能降低用电高峰时段电网供电压力。     

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。     

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。     

黄河小北干流沿岸泵站技术改造探讨

黄河小北干流主流在数公里宽的河道里游荡不定．沿岸夹马口、小樊和尊村3座大型泵站近10年来相继脱流，主流远离泵站引水口3～7km；小北干流是黄河含沙量最大的河段，沿岸高扬程泵站水泵受泥沙磨蚀破坏严重，叶轮失重速率高达18．6g／h．临河抽水的一级泵站引水口脱流和扬水上塬的二级泵站高扬程水泵受泥沙磨蚀破坏，是其沿岸泵站技术改造需要解决的两大难题．在着流位置兴建几处露天泵站，利用迁移方便的大型潜水轴流泉向脱流泵站集中供水，是解决泵站脱流的有效措施．引进具有世界领先水平的瑞士苏尔寿（SULZER）公司水泵叶轮出口部位喷焊金属陶瓷抗磨蚀，进口部位堆焊钨铬钴合金防汽蚀的涂层技术，是黄河小北干流沿岸泵站高扬程水泵技术改造的有效途径．     

大型移动泵站和内燃水泵的开发应用前景探讨

针对现有固定泵站系统的不完善 ,提出合理布局水利装备的观点 ,即固定泵站为主 ,移动泵站为重要补充 ,两者相结合的观点 .针对黄河流域含沙量大的情况 ,提出开发修建内燃水泵泵站 ,以解决日益严重的泥沙磨蚀问题     

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。     

大型轴流泵站停泵水锤的调压塔防护研究

本文结合湖南省官塘泵站的工程实践，对大型轴流泵站停泵水锤进行了计算分析研究．官塘泵站采用64ZLB—50型轴流系，二台机组并联后经压力水箱再汇流至一干管的输水方式．由于拍门在停泵的水力过程中迅速关闭，致使水锤压力骤然升高，压力水箱和出水管出现裂缝而影响了泵站的正常运行．为此提出了采用调压塔进行水锤防护的技术措施，研究表明，在大型轴流泵站中，调压塔是一种经济、安全、可靠的水锤防护措施．     

取水泵船的应用与推广

取水泵船具有较大的灵活性和适应性，没有构造复杂的水下建筑结构，可作为固定式泵站的一种补充、应急抗旱措施。可提高灌溉和供水保证率，值得推广。文章阐述了取水泵船的特点及应用前景。     

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。     

乌兹别克斯坦共和国乌鲁格纳尔泵站改造

水泵抽送含沙水,其叶轮和流道的磨损破坏速度与转速有关,转速越高,磨损越快,因此,高扬程水泵降低转速对水泵的运行寿命有利。文章结合泵站改造,简要介绍高扬程、中档转速水泵的选用、研制、试验过程。经改造,各项技术指标均满足合同要求。     

锦界工业园供水工程水泵机组选型

水库水位是一个变量,供水工程近期和远期规模也不同,扬程和流量作为选泵的主要参数都在变化,给坝后泵站水泵机组选型带来一定的困难。一般传统选型作法按照远期规模设计,近期规模通过减少机组安装台数来实现,致使机组长期在低效区运行,能耗高、汽蚀加剧甚至威胁供水安全。随着水泵技术的发展,笔者提出通过更换水泵叶轮方法来实现近期与远期不同规模的变化,保证了水泵机组在不同阶段高效运行,且避免了二次设备安装,构筑物长期闲置等弊端。结合锦界工业园供水工程实例,提出该种水泵机组选型方法的应用。     

灌溉泵站设计参数的确定及水泵选型

水泵选型是泵站工程设计中的重要问题,选型合理与否,直接关系到泵站工程的投资、建成后的运行费用和供水安全.水泵选型必须根据工程具体情况,确定合适的水泵型号和台数.选型的基本依据是泵站工程规划中所确定的设计参数,即所在泵站的流量、扬程及其变化规律.本文对灌溉泵站的设计参数确定及水泵选型问题进行了讨论,提出了设计参数的确定及水泵选型的方法.     

水泵起动过程中泵站前池水位降落值的分析

本文论证了水泵起动过程中扬程与流量、转速的关系，分析了泵装置系统的特征值与前池内的水流流态，在此基础上，推导出了水泵起动过程中前池水位降落值的计算方法．