某油田联合站污水余热利用研究

原油集输系统中的热化学沉降脱水,需要将原油温度升高,这一过程将消耗大量能源,其燃料主要为天然气,加热产生大量的CO_(2)。文中通过对某油田联合站生产流程研究分析,同时结合站内用热情况,确定采用压缩式热泵替代现有燃气加热炉技术路线,用于冬季采暖和一段原油加热。项目实施后,每年可节能源8932×10^(4) MJ,折合标煤减少3481.8 t,减少CO_(2)排放2024.5 t,每年可节省能源消耗费用651.8万元,节能减排效果显著,该研究对油田联合站清洁能源替代,减少CO_(2)排放具有重要意义。

盐环定扬黄灌区五泵站运行优化研究

梯级泵站担负着农业和生活供水的重要任务,运行中消耗巨大能量,因此,提高泵站效率,降低能耗,对国民经济具有重大意义。为合理选择泵站机组在不同工况下的组合方式,实现单级泵站的运行优化,通过分析水泵运行特性以及管路损失特性,建立泵站能耗优化数学模型。采用动态规划法,以泵站运行总能耗最低作为目标函数,确定约束条件和递推方程,编写MATLAB动态规划程序对模型求解,能够计算出最优的开机组合。以陕甘宁盐环定扬黄灌区五泵站为研究对象,计算结果表明:采用动态规划法,利用计算机语言,可以快速并准确地在满足约束条件下所有的水泵开机组合型式中寻找出最优的开机组合,实现泵站的能耗减少,提高泵站的运行效率。建立的数学模型具有较强的实用性和通用性,可以为泵站的运行提供最优决策,对提高泵站的经济效益具有一定指导意义和应用价值。

基于CM-FAHP的大变幅水位泵站取水方式比选

为提高大变幅水位泵站取水方式评价的合理性,建立一套大变幅水位泵站取水方式评价指标体系,将云模型(CM)与层次分析法(AHP)和熵权法(EWM)相结合,对各评价指标进行主客观组合赋权。提出基于CM和模糊层次分析法(FAHP)相结合的大变幅水位泵站取水方式综合评价方法,并采用云模型综合相似度比较法来确定最优取水方案。以云南省鲁地拉水资源综合利用置换洱海供水一期工程为例,进行实践应用。结果表明:4种取水方案(竖井干室型泵房、排架湿室型泵房、浮船式泵房和缆车式泵房)的综合评价云图均位于评价等级Ⅲ和Ⅳ标准云图之间,浮船式泵房的综合评价云图与Ⅳ标准云图的综合相似度最高,即浮船式泵房取水为最优方案。

不同开机组合下泵站前池与进水池中的水流流动特性

泵站前池和进水池能够为泵站提水提供良好的保障。运用立式离心式水泵泵站模型,在参数确定后,构建泵站前池与进水池计算模型。基于此计算模型,制定8种不同的开机组合方案,进行前池与进水池的流态、吸入管进口的流动、瞬间流动特征的分析,进而研究不同开机组合下泵站前池与进水池中的水流流动特性,揭示不同开机组合对泵站前池与进水池内部水流流动的影响,为泵站的安全稳定运行提供有利支持。

基于滑动叠加组合的抽水蓄能电站洪水调节计算模型及应用

针对抽水蓄能电站下水库滑动叠加组合的洪水调节计算,提出了基于分层计算的发电变化过程与动态预留库容相结合的洪水调节计算模型,以沿河抽水蓄能电站为例对模型参数进行了拟定和应用。结论表明:(1)多项式函数能较好地拟合水位库容关系曲线,缩短计算步长能够有效提升洪水调节计算的精度;(2)结合分层计算的发电变化过程和预留控制库容的变化情况,可同时保证发电流量不超泄与洪水不侵占发电库容,可提高抽水蓄能电站的发电和防洪效益;(3)模型考虑电站未发电与发电时遭遇洪水两种情景,可有效全面判别出抽水蓄能电站洪水组合的最不利方案。提出的抽水蓄能电站洪水调节计算模型可为类似工程提供经验参考和借鉴。

引排结合多工况泵站总体布置型式探讨

泵站工程从功能上来说可分为引水和排涝两大类。某些平原圩区泵站枢纽工程要求同时具备机排、机引、自排、自引多种工况调度功能,相对于传统泵站,其具有节省投资、减少占地、管理集中等优点。引排结合泵站的设计要点和难点在于总体布置型式的选择及运行调度方案的确定。文章结合阜阳市某水系连通项目,对引排结合多工况泵站的几种总体布置方案进行了介绍及分析,设计方案均合理可行,可为其他相关的引排结合泵站设计提供思路和借鉴。

轨道交通工程中消火栓系统设计关键技术探讨

为设计出更加安全可靠、经济合理的轨道交通工程,介绍南京—马鞍山城际铁路(简称宁马线)消火栓系统设计中的一些关键技术及其相对于常规传统设计的优点。首先,在对规范解读及工程经验分析的基础上,首次提出“轨道交通工程中,为了保证消防安全,消防泵房保护距离尽量控制在2000 m以内”的原则。为了将此理念落实到具体设计中,在本工程中提出一种新的消防供水方案,即“消防供水多方案组合模式”,具体内容为:1)优先选用一站带左右各半个相邻区间的方案;2)当区间长度小于2000 m时,也可以采用一站带一相邻区间方案;3)当区间长度大于4000 m时,在一站带左右各半个相邻区间方案的基础上,在区间风井处设置独立的消防泵房,以保证所有消防泵房的保护距离控制在2000 m以内;4)将各消防泵房的供水单元完全独立。其次,在车站给水水压制式方面,提出2种单路水源高架站的消防供水方案及其适用范围,即:1)室外低压、室内临时高压系统,适用范围为“高架站布置在市政道路一侧,并且车站离市区较近、消防基础设施条件较好,能保证足量消防车及时赶到火灾现场”或“条件特别困难的既有高架车站改造”;2)室内外共用临时高压消防系统,适用范围为“高架站布置在市政道路中央”或“车站离市区较远、消防基础设施条件比较不利,不能保证足量消防车及时赶到火灾现场”。最后,在消防设施布置方面,提出“高架车站室外消防水池、扑救类室外消火栓”的布置原则,其中最重要的2条为:1)室外低压、室内临时高压系统中,当高架站超出消防水池150 m保护半径时,应增设相应的消防水池取水井;2)车站扑救面上布置室外消火栓时,应优先布置在每个高架站出入口附近。

沉井与基坑支护结合法在某增压泵站中的应用

与常规泵站不同,增压泵站具有单体较多、开挖深度不一及平面形状不规则等特点,采用沉井法或基坑支护法单独实施时,会产生施工方式不合理、工程成本较高或工期较长等问题。本文结合某增压泵站工程案例,从安全、经济、便捷等角度对沉井法、基坑支护法及沉井+基坑支护法等方案进行对比分析,提出了一种沉井与基坑支护相结合的结构形式。该结构形式不仅具有沉井结构工程成本低、施工便捷的优势,还具有基坑支护结构形式灵活、便于保护周边环境的优点;同时也为类似工程项目的结构选型提供了一种新的思路。

管渠结合的梯级泵站扬程优化分配研究

密云水库调蓄工程是保证北京市区供水安全的一项关键工程,极大程度地缓解了北京市水资源供需紧平衡状态。为实现工程的经济运行,以密云水库调蓄工程后三级泵站(郭家坞、雁栖、溪翁庄)为研究对象,基于水力学模型建立梯级泵站扬程优化分配模型,采用IAPSO优化算法对模型进行求解。结果表明:对于管渠结合的梯级泵站输水系统,在不同输水流量下,梯级泵站的扬程优化方案较实际运行方案相比效率可提高5.2%;梯级间水力损失和泵站转速会对优化结果有较大的影响。该研究可为梯级泵站经济运行提供行之有效的运行方案,保证梯级泵站输水系统的安全经济运行。

基于消纳型抽水蓄能电站的风电-抽水蓄能联合运行特性分析

针对风电集群(Wind Power Cluster,WPC)与用于消纳的抽水蓄能电站(Pumped Storage Power Station,PSPS)联合运行缺乏统筹分析的问题,基于PSPS消纳风电不确定功率及能量的有功调节功能,分析了PSPS的工作原理、调节特性及功能特点,并对其运行机制进行改进建模,为风电-抽水蓄能联合发电系统的协同优化调度提供理论依据。最后对PSPS提升风电消纳能力的机理进行分析,结果表明,PSPS不仅可以减少风电并网对电网的冲击,而且可以提高WPC与电网运行的协调性。

抽蓄-风-光-火联合系统日前优化调度研究

大力开发和利用可再生能源有助于实现我国“碳达峰、碳中和”的双碳目标。该文构建抽蓄-风-光-火联合运行系统日前优化调度模型,运用Yalmip优化工具箱求解模型,探究不同典型日及不同能源配比下的日前优化调度出力结果。结果表明,引入抽水蓄能电站,可以显著提高联合系统运行经济效益和火电出力稳定性,以及降低系统治理污染成本、减少系统CO_(2)排放量;不同容量配比下各场景经济性有所差异,联合系统经济效益与可再生能源渗透率呈现非线性相关关系,并随可再生能源渗透比例的增加而在明显增加后趋于稳定。

合流制排水系统截流运行量质特征浅析

文中对上海中心城区某合流制排水系统现状截流量与截流水质变化开展分析和探讨。选取上海某合流污水输送系统与覆盖该区域供水的水厂。通过水厂日供水与合流泵站纯旱天截流量比值分析,拟合了雨天条件下的旱天截流量本底值和变化曲线。分析得出全年雨天截流量(含雨后影响流量)占全年截流总量的16.7%,以及不同降雨条件下雨后对截流量的影响为1~3 d的结论。分析合流污水输送系统末端水质情况,梳理6项水质指标逐月变化和4项水质指标相关性比值。分析认为月度水质总体变化趋势和当月降雨量、截流量及放江的关联度较大,水质指标相关性分析总体正常可控。

探析抽水蓄能电站与新能源发电的结合运营

受到国家相关政策的影响,新能源在现阶段取得飞速发展,如何确保新能源发电的稳定性、易控性成为当前阶段业界重点关注的话题。而抽水蓄能电站与新能源发电的结合运营对于增强新能源发电质量、为广大用户提供更加优质的电力能源服务有着积极的促进作用。因此,本文在分析新能源发电与抽水蓄能电站之间联系的基础上,探讨抽水蓄能电站目前所面临的主要问题,接着就新能源发电与抽水蓄能联合运营做出实践分析,最后对新能源发展背景下抽水蓄能电站运行质量的提升提出几点建议,以期为改善弃风、弃光现象提供一定指导,进而让抽水蓄能电站更好地对电力系统稳定性做出调节,确保电网能够在安全、稳定的环境下高效运行。

大直径大坡度连续超小半径转弯TBM关键技术研究及应用

为解决抽水蓄能电站交通洞、通风洞开挖断面大、水平转弯半径小、纵坡坡度大且变化频繁,常规TBM无法施工的难题,以抚宁抽水蓄能电站交通洞和通风洞为背景,分析大直径、超小半径转弯、大坡度隧洞采用TBM施工的重难点,从整机方案选型、关键部件设计、出渣方式创新等方面入手,设计一种大直径大坡度超小半径转弯TBM。实践证明:1)在抽水蓄能电站进厂交通洞和通风洞采用大直径超小半径转弯TBM施工切实可行,且具有施工效率高、环境破坏小、绿色低碳等优点;2)采用双护盾主机并结合锚喷支护形式创新集成设计的TBM能够适应大直径超小半径转弯工况;3)在双护盾TBM的支撑盾上集成设计钢筋排存储系统方案可行;4)“旋转栈台+胶轮自卸车”的出渣运输体系能够解决大坡度、连续多次超小半径转弯工况下TBM出渣及物料运输难题,且施工成本相对较低,故障率相对较少,但其影响TBM掘进速度,出渣时阻碍物料运输及人员通行,不利于文明施工;5)在连续超小半径转弯、大坡度工况下采用组合式皮带机出渣的方案是可行的,且组合式皮带机出渣方案在提高TBM掘进速度方面具有突出的优势,但其皮带跑偏调整技术和“多级控制、顺序启停”的控制系统有待进一步研究。

老城区全地下雨水泵站合建调蓄池工程设计

在排水系统末端建设雨水泵站及调蓄池是提高城市排水防涝能力,同时控制初期雨水污染的有效途径。随着城市建设用地日益紧张,雨水泵站和调蓄池合建的形式可以节约土地,解决人地矛盾。以南京市某雨水泵站及调蓄池合建设计为例,详细介绍泵站与调蓄池、一体化处理设施合建形式的设计方案及运行模式。针对项目建设用地小、周边环境复杂、景观要求高的特点,通过调蓄池、雨水泵站、一体化处理设施合建的方式,使得一个设施解决初雨、内涝、水处理三大问题,并采取全地下结构与城市景观绿化相结合,在节约土地的同时满足各项功能需求,具有重要的推广意义。

寿县肖严湖排灌站涵总体布置方案比选

工程布置的科学性及合理性对水利工程的功能发挥、运行安全具有重要意义。为合理确定寿县肖严湖排灌站涵工程的总体布置,文章针对闸址、结合方式、站址三个方面进行多方案比选,研究分析各方案布置中的优缺点,得出最佳布置方案,可为平原地区闸站工程布置提供一定参考。

压水板/导流墩组合导流装置的开发及其在上海污水治理二期工程SB泵站前池中的应用研究

前池是泵站的重要组成部分 ,上游来流经过前池被水泵送往下游。大城市土地资源十分宝贵 ,泵站的占地受到较大限制 ,因此前池往往不得不做成池长较短和扩散角较大 ,这样极易造成前池流态不佳、各水泵配水不均、泵站能耗增加及沉砂淤积。本文通过上海污水治理二期工程SB泵站的水力模型试验研究 ,针对该泵站前池池长短、池底陡、扩散角大的不利情况。提出了在前池增设压水板/导流墩组合导流装置的新技术 ,显著地改善了前池流态和多泵运行配水均匀性 ,从而提高了泵站效率 ,克服了沉砂淤积。

闸站合建枢纽导流墙体型及适宜长度

基于平面对称的闸站合建枢纽水力学模型试验,对导流墙附近水流流态、流速分布、特征断面流速不均匀系数、导流墙两侧水位差以及护坦压强脉动等水力参数的观察,对闸站结合部导流墙的体型及适宜长度进行了深入的探讨,认为导流墙墙顶应高出水面,并提出了导流墙合适长度的范围。

基于数值模拟的闸站结合布置优化设计

平原闸站枢纽工程采用水闸泵站结合布置方式,具有布置紧凑、占地少等优点,但同时亦存在局部回流和强横流等不利流态.选取新沟河延伸拓浚工程遥观北枢纽闸站结合布置方案为例,采用二维水流数模计算方法,对闸站结合布置进行优化设计,论证闸站工程总体布置的合理性以及船舶通航的安全性,并提出优化方案.研究结果表明:为了减轻偏流等不利流态及满足通航要求,闸、站上下游以导流墙(导航墙)相隔是合适的,导流墙的设置可使回流区上移,且导流墙长度的增加可降低横流区横向流速;闸站结合布置形式中,泵站进水侧布置清污机桥,一方面可清除污物,提高泵站效率和机组运行的稳定性,另一方面,清污机墩可改善站前水流流态.研究成果可为类似工程设计提供参考依据.

抽蓄电站全过流系统水泵工况停机过渡过程CFD模拟

通过建立某抽蓄电站全过流系统的几何模型,将VOF两相流与单相流流动模型相结合,采用三维非定常流动过渡过程研究方法对泵工况停机过渡过程进行数值计算,获得了机组转速、流量、转轮力矩,以及若干测点压力脉动等参数随时间的变化过程和不同时刻的流场演变规律,并将结果与电站原型试验资料进行了对比.结果表明:机组转速变化规律、蜗壳和尾水管进口压强极值与试验结果基本吻合;抽蓄电站泵工况停机过程中,蜗壳进口和尾水管进口压强变化明显受活动导叶关闭规律的影响,而转轮与活动导叶之间的压强主要受机组转速的影响;随着活动导叶的关闭,当流量小到一定值后,水流主要通过尾水管内侧流向上游,而外侧水流会与转轮同向旋转;导叶全关后,尾水管内的旋涡是导致其能量损耗的主要因素.