大型泵站水力过渡过程分析

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我国是农业为主的发展中国家,人口众多,地域辽阔,但资源分布不均,尤其全国水资源的分布呈现两极分化的趋势。我国西北大部分地区缺水严重,东南地区水资源相对丰富。这种水资源的分配不均对我国国民经济的发展产生了不利的影响,导致旱涝灾害频繁,极大地影响了我国人民群众的生活和财产安全。为了解决我国缺水地区的用水问题,大规模的供水泵站工程得以大量兴起。在长距离输水管道中,泵站水系统产生的水力过渡问题(也称水锤现象)经常发生。水锤现象一直是目前困扰工程师的难题。尤其是因为失电停泵产生的水锤是最严重的一种水锤现象。供水泵站系统中,边界条件的变化、调节工况的出现及非调节工况的发生等都会使有压管道中的定长流转变为瞬变流。在泵站系统中,通常几台水泵共用一个调压井,且共用压力主管,若其中一台机组由于某种原因处于大波动过渡过程,则其在泵站上、下游引、尾水系统中引起的压力变化必然会影响与其共用调压井和压力主管的其他机组,使其他机组也处于过渡过程中,形成水力干扰。研究这种水力干扰程度,如何整定系统参数使其影响最低化,从而保证机组的安全、稳定运行具有重要意义。本文主要研究内容包括:(1)结合某泵站工程实例,对水泵并联机组失电停泵水力过渡过程产生的非定常流动特性进行分析。(2)在建立相应的水力元件的数学模型及与流动方程联合求解的方法的基础上,运用特征线法,采用数值仿真手段,基于WANDA3.71软件仿真平台,建立了泵站机组调节系统的数学模型。(3)分析了机组运行工况、调压井参数、管道参数对机组间水力干扰的影响。(4)对供水泵站并联机组的停泵水锤进行了计算分析,计算了多台泵并联运行条件下的水泵机组工况,并分析了失电停泵机组间的水力干扰。事故失电停泵对运行泵组具有较大影响,将发生较长时间的出流、效率和功率的振荡现象。失电停泵带来的水力冲击和振荡可能会对泵站的稳定运行带来危害,应引起足够的重视。
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