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泵供水系统水锤防护及节能研究

朱满林  
【摘要】:我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源占有量小,且时空分配严重不均。因缺水,每年工农业损失惨重。为适应经济发展,我国兴建了许多泵站工程。对泵供水系统安全危害较大的是水锤事故,减小制水成本的主要方法是泵站节能,本文就这两个主要问题开展研究工作,主要内容为: (1)高扬程泵站水锤现场试验研究。采用现代测试技术,分别实测了一高扬程泵站两台机组事故停机的水力过渡过程。采用实测波速和蝶阀关闭过程等参数,用特征线法进行了水力过渡过程计算,计算结果与实测结果相当吻合。优化了研究泵站的蝶阀关闭过程。 波速是水锤计算的重要参数,但用现有公式计算压力管道的水锤波速为1041m/s,比现场实测波速1178m/s小约12%;计算PP-R管水锤波速为321.33m/s,比室内试验测量的波速为435.01m/s小约26%。 (2)空气阀防护泵供水系统水锤研究。研究空气阀特性对水力过渡过程的影响,提出了空气阀组的概念,和多阀水锤防护措施。提出了一长距离输水工程防护水锤的空气阀安装位置及空气阀最优参数。 (3)离心泵全特性曲线预测模型研究。提出了以n_s、arctan(α/ν)和水泵零流量全特性参数为自变量的离心泵全特性曲线预测线性回归模型。相关性分析表明,提出的预测模型是合理的。 (4)梯级泵站经济运行研究。建立了级间无分水任务的一梯级泵站经济运行的动态规划数学模型,给出了优化调度图。提出了加小泵加回水管是所研究泵站节能的最佳技术改造方案。 建立了以梯级泵站功率消耗最小为目标函数的各级站水泵叶轮最优切削量计算的数学模型,解决了梯级泵站级间流量配合问题。 (5)灌溉泵站节能技术改造。根据农业灌溉用水的特点,提出了泵站技术改造应该设有小流量的水泵或利用变频调速装置。针对多沙水源特点,提出了泵站机组选型应注意的问题,及进水池应尽量采用单泵单池,型式以圆形为好。 (6)长距离输水泵站优化设计。建立了在供水流量和管线布置一定的条件下,长距离输水泵站管道工程投资最小的线性规划模型,和长距离输水泵站年费用最小的优化设计数学模型。


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