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%。     

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%。     

泵站单机组变角运行优化方法对比研究

针对江都四站泵站单机组变角运行优化问题,提出了解决该问题的数学模型及求解方法。在优化算法的外部提前计算出了各时段满足功率约束的叶片角,降低了优化计算的复杂度。通过实验比较,得出了动态惩罚函数法能更有效地处理提水量约束条件。将动态惩罚函数遗传算法的计算结果和算法运行时间分别与动态规划法、枚举法进行对比,3种方法按照总费用从小到大排序依次是:枚举法、动态惩罚函数遗传算法、动态规划法,3种优化方法相互之间的单位提水费用偏差率均小于0. 2%。运算时间方面,动态惩罚函数遗传算法和动态规划法几乎相同,枚举法耗时接近前2种方法的6倍。综合比较,动态惩罚函数遗传算法更适合江都四站泵站单机组变角运行优化问题的计算。     

梯级泵站叶片全调节日优化运行研究

梯级泵站群优化运行是具有非线性、多阶段、多维度特征的复杂科学问题,为解决梯级泵站运行效率较低、耗能较高等问题,开展梯级泵站叶片全调节日优化运行研究,运用动态规划逐次渐近法对单级泵站多机组叶片全调节进行优化计算,采用逆序查表法对梯级泵站日优化运行问题进行求解,最后对南水北调来水调入密云水库梯级泵站工程优化展开实例研究,考虑峰谷电价的影响,梯级泵站日提水总量为176.36×10~4m~3,泵站效率为43.27%,优化后梯级泵站日运行费用减少23.77%,优化效果明显。     

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%。     

泵站多机组变频变速调节运行优化研究

南水北调工程是我国水资源调度分配的重大工程,而泵站则是该调水工程中不可或缺的重要部分。针对泵站多机组变频变速调节的问题,建立了多机组变频变速调节的日优化运行模型。以南水北调东线工程泵站——淮阴三站为例,考虑了峰谷电价,对站内变频变速调节的日优化运行开展研究,在研究过程中采用了改进的动态规划算法进行计算求解。在求解过程中,通过分析约束条件,剔除不符合要求的机组启停组合,从而减少了优化问题的维数,解决了"维数灾"问题。计算结果表明:与定角恒速运行相比,淮阴三站实施频率优化运行可节约运行费用3.5%;在高峰阶段,影响运行费用的主要因素是开机台数,在满足需求量的前提下,机组应优先选择停机状态;而在低谷阶段,机组应优先以单位提水能耗较高的方式运行,以减少在高峰阶段的提水量。     

PLC在南水北调泗阳站水泵叶片调节装置中的应用

南水北调泗阳泵站是南水北调东线中运河输水线上第四梯级、淮水北调第一梯级泵站。根据水泵机组流量、扬程、叶片角度调节范围等实际情况,泗阳站水泵机组叶片调节装置选用的型号为BYKJ—BD-4—25-TS01。该叶片调节装置采用了可编程控制器PLC作为核心控制单元。不仅具有自动化程度高、运行可靠、功能齐全等特点,而且有通讯接口,能适应水泵叶片的各种运行工况,与其它设备相配合,能很好地满足泵站无人值班（少人值班）的运行要求。该技术可供同类泵站设计或改造时采用。     

潜水搅拌器叶片安放角的性能

为研究潜水搅拌器在不同的叶片安放角度(-4°、-2°、0°、2°、4°)下对搅拌池内流场影响的差异,现分别对不同叶片安放角下的潜水搅拌器进行数值模拟并利用CFD后处理软件对所得的流场分析处理。根据数值模拟结果得出:在不同的叶片安放角下,潜水搅拌器流场的速度矢量图总体变化趋势一致且叶片安放角由-4°增大到4°,潜水搅拌器的搅拌效果越来越好;同时随着叶片安放角的增加,潜水搅拌器的轴功率、推力在不断地增大,叶片压力面的高压区也在逐渐地增大;相对于搅拌效果而言,在小转速下可以通过增大叶片安放角来增加潜水搅拌器的搅拌效果,在大转速下可以通过减小叶片安放角来控制潜水搅拌器的搅拌效果,以此达到有效节能的目的;为证明潜水搅拌器数值模拟结果的准确性,选取叶片安放角为0°时的情况进行了试验验证,为以后潜水搅拌器的研究提供一定的参考。     

大型泵站水泵机组振动信号滤波方法

针对大型泵站水泵机组运行时振动信号易受多种因素影响产生随机误差、噪声干扰,进而影响机组健康状态评价结果的问题,对水泵机组振动信号滤波方法进行分析研究。以南水北调东线某泵站水泵机组运行时机泵联轴器处的振动信号为例,分别使用巴特沃斯滤波器、基于汉宁窗的FIR 滤波器以及基于谐波小波的滤波器3 种滤波方法对水泵机组振动信号进行滤波处理并进行对比分析。结果表明:巴特沃斯滤波器和基于汉宁窗的FIR 滤波结果中存在时域波形的时延和轴心轨迹的连线,滤波不完全,而基于谐波小波的滤波几乎能够完全滤除干扰;对于特定频段的滤波,基于谐波小波的滤波在频段范围比较小的时候优势更加明显。     

灌河北泵站达标创建工作的探索

结合灌河北泵站实际情况,分析了省级水管单位达标创建过程中的做法及出现的问题,提出相应的对策措施。通过水利工程达标创建,管理单位职工综合素质得到提升,工程面貌得到改善,工程管理水平得到提高。     

高扬程泵站机组选型设计探讨

水泵作为一种通用机械,广泛地运用于国民经济发展的各个环节,在农业和水利工程中尤为常用。对于高扬程、长距离的泵站工程来说,水泵能否高效稳定地运行是整个工程的关键核心技术问题。对某高扬程、大流量引水泵站工程,水泵选型时,各类泵型的技术参数及特点进行了综合考虑和分析,同时,对每种泵型所产生的经济成本进行了分析评价,根据分析、比选结果,从而确定了最适宜该工程的一种设计方案。该引水泵站的建成,有效地缓解了当地乡镇水资源短缺的矛盾,提高了乡镇农业生产、生活供水保证率,同时也验证了所选方案的正确性。研究成果可为类似工程的设计提供借鉴。     

石港抽水站规模研究与思考

结合石港抽水站自身需要,与南水北调工程结合的可能性及可行性,分析石港抽水站规模,得到在宝应湖调蓄能力充分利用时,石港抽水站需要的最小排涝规模为64 m~3/s,在区域暴雨时段集中时,石港站需要的最大规模为90 m~3/s。研究结果对石港抽水站重建规模的确定以及平原水网地区产汇流计算具有理论与实际参考价值。     

大型泵站进水前池复杂流态下机组启动组合优化

为解决杭州三堡泵站同时受正向和侧向进水水流影响的问题,建立进水建筑物二维数值模型,通过数值模拟计算不同机组启动组合和泵站前池的流场,以此评价前池水流的均匀性,分析涡流、脱壁等不利水流状态。通过提出泵站运行时不同台数机组的最优组合,以提高前池运行的平稳性、泵站机组设备的安全性。计算结果表明,采用二维数值模拟进行分析的研究方法可行,对大型泵站前池复杂流态下机组启动组合优化有一定参考价值。     

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.     

带行星齿轮大型潜水泵在黄塘泵站的应用

带行星齿轮大型潜水泵将电机的外径缩小了1/3,重量减少了60%,功率因数提高了0.2。该项技术是密封、电动机保护、齿轮技术和最新加工工艺的集成,解决了潜水泵大型化的关键技术问题。黄塘排涝站采用这种设备,并通过三维计算机模拟修改了流道的尺寸,工程投资降低了30%,为今后在低扬程地区、城市排水工程推广使用大型潜水泵提供了经验。     

水源热泵在水电站应用分析

从水源热泵机组的工作原理及特点出发,结合水电站的特点,分析水源热泵在水电站应用的可行性,提出在水电站应用的经济性及可行性。