带虹吸式出水流道的轴流泵站水力过渡过程特性研究

论文摘要

虹吸式出水流道因其断流方式方便可靠,在我国大型轴流式防洪排涝泵站中应用广泛。但随着水文地质条件的变化,在汛期外江水位超驼峰情况时常发生,在超驼峰水位下利用虹吸式出水流道已无法断流,直接影响到机组安全稳定运行。因此,本文针对广东某带虹吸式出水流道的轴流泵站在超驼峰工况下,机组启动、停机水力稳定性问题,基于瞬变流理论分析了超驼峰工况下轴流泵启停特性,提出了超驼峰工况下水泵-闸门联合控制策略,确定超驼峰启停的闸门运行方案,具有较强的应用价值和学术价值。具体内容如下:针对超驼峰工况下轴流泵启动问题,考虑流道驼峰处空气压力变化规律,采用逐段叠加法对启动过渡过程进行模拟。研究表明,启动过程中最大起动扬程出现的时间与机组转速达到额定转速的时间一致,闸门开启时间的加快有助于机组尽快进入稳定运行,采用“快速闸门预开30%,闸门启动规律按120s线性开启,水泵6s启动”的方案操作可以满足超驼峰2m以下工况启动要求。针对超驼峰工况下轴流泵正常停泵问题,结合水泵的全特性和流道出口闸门端的边界条件,基于瞬变流理论进行过渡过程计算。结果表明,在超驼峰2m时进行正常停泵,没有预先关闭一定闸门开度进行停机其最大倒转转速将会超过额定转速的1.2倍,会对泵站安全带来威胁,当闸门预关开度超过50%时会出现较大的负压,建议正常停泵时,闸门预关30%,100s线性关闭闸门。针对超驼峰工况下轴流泵事故停泵防护问题,基于瞬变流基本理论,建立闸门两阶段关闭规律优化模型,并采用混沌粒子群算法进行求解。研究表明,混沌粒子群算法寻优能力强、算法稳定性好,有效提升了两阶段关阀水锤防护效果;多次寻优结果揭示两阶段关阀中,第一阶段关阀速度和关阀角度对削弱水锤的作用更强;当泵站最大超驼峰水位小于2m时,采用“14s快关行程66%,104s慢关行程34%”的策略可以有效防护事故停泵水锤。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张剑焜

导师: 李志红,陈智云

关键词: 虹吸式出水流道,超驼峰,闸门运行方案,混沌粒子群算法

来源: 南昌工程学院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地球物理学,水利水电工程,水利水电工程

单位: 南昌工程学院

分类号: TV675;TV136

DOI: 10.27839/d.cnki.gncgc.2019.000061

总页数: 65

文件大小: 4371K

下载量: 38

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