珠江三角洲水资源配置工程取水泵站水泵选择

珠江三角洲水资源配置工程是广东省大型长距离地下管线调水工程,处在可行性研究设计阶段,三级泵站的水力参数均具有设计流量变幅大、管路摩擦损失占比大的特点。通过泵型比较确定为立式单级单吸蜗壳离心泵,该泵型在国内外可借鉴及参考的已建泵站和技术资料相对较少;管路水头损失采用二个糙率系数(0.012、0.015)计算确定水泵扬程范围,并将大糙率的计算结果作为水泵的设计扬程与最大扬程;根据水泵并联运行曲线图确定泵站的运行范围及变速运行的机组台数,设计方法与设计参数对同类型泵站的设计具有参考价值。     

高扬程大容量离心泵主要参数优化设计

云南省牛栏江-滇池补水工程干河泵站地处高海拔地区,泵站要求使用高扬程大容量离心泵,单机设计流量大,扬程变幅大,目前国内尚无可借鉴的水泵技术资料及泵型。以CFD数值模拟和模型试验为手段,并参考同类工程设计经验,综合考虑泵站海拔高程、供水要求、扬程变幅、泥沙条件、运行调节方式等因素,对水泵转速、效率、空化系数等关键水力参数进行了优化选择。分析结果表明,针对该输水工程特点研发的离心泵完全可以满足工程长期稳定运行要求。     

井群泵站经济运行方案研究

井群泵站运行方案的选择直接影响泵站运行费用。建立井群泵站水泵并联运行的非线性能量方程组,通过牛顿迭代法求解并联运行水泵工况点结合两部制电价计算出各运行方案对应的单方水耗电费。以井群泵站日运行耗电费最小为目标函数,建立了优化运行方案的线性规划模型。结果表明:优化运行方案中单方水耗电费低的方案所分配的运行时间长,符合预期;设计供水规模下优化方案比原方案节约日耗电费5.14%。对类似工程实现高效经济运行具有参考意义。     

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。     

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。     

大型复杂并联梯级泵站系统运行优化研究

大型梯级泵站系统由输变电、泵站(包括主机组、进出水流道、进出水池、辅助设备及照明等)、输水河道等部分组成。采用多层分解-离散方法计算研究了南水北调东线长江至洪泽湖段3级复杂并联梯级泵站系统运行优化。在满足水位、流量、泵装置扬程和开机台数等相关约束条件下,以系统泵站总输入功率最小为优化目标,综合考虑输水水力损失、蒸发损失与渗漏损失,建立优化模型,采用模拟退火粒子群优化算法求解了站内优化方案,通过4层分解-离散计算,求解了长江三江营水源水位2.19m、洪泽湖水位13.5m、入湖流量为450m3/s的情况下,首段梯级泵站系统的优化运行方案,方案包括梯级之间的扬程分配、并联输水线路流量分配、各泵站抽水流量、开机台数及机组运行工况。结果表明,因受江都站站上最高通航水位8.5m的限制,当第1梯级东、西支线交汇处南运西闸大汕子处水位7.7m,第1梯级东、西支线流量比为0.13∶0.87,第3梯级南、北支线入洪泽湖流量比为200∶250时,系统运行方案最优,较原设计方案减少运行功率6.83%。     

大型供水泵站数值模拟及水力优化

某大型供水泵站采用90°侧向进水方式,设有24台水泵,采用进水管-过渡段-配水渠-前池-进水池-泵的布置方式.利用数值模拟方法对泵站进行水力优化.数值模拟结果显示,在进水管和配水渠之间的过渡段采用进水井形式,可以使下游获得较为稳定的水力条件,但存在一定的水力损失.配水渠和前池之间的配水孔长度适当增加,前池内设置导流墩和底坎,都有助于减弱甚至消除前池水流惯性作用产生的偏流现象.长度较大的进水池有助于前池水流均匀过渡到喇叭口,为水泵提供了良好的进口水力条件.数值模拟结论和物理模型试验结果相符.     

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。     

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%。     

大型离心泵的调节与节能实践

在水泵供水系统中，合理选择大型离心泵的调节方式不仅有利于提高供水的科学性和可靠性，而且会产生明显的节能效果，文章通过某城市供水泵站对其大型离心泵进行调节方式的实践，来说明大型离心泵的合理调节方式和节能效果。