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。

抽水蓄能电站防沙措施研究

以典型抽水蓄能电站为研究对象,开展了水库防沙措施研究。针对复杂工程条件,在分析各种防沙布置措施的基础上,考虑以沉代拦、导沉结合,提出导沙堤和尾水明渠相结合的防沙布置型式。经过数值模拟和物理模型验证,该型式减少过机泥沙效果明显,水力学参数合理。研究成果可为类似工程规划、设计和运行提供参考。

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。

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。

正向泵站前池水沙两相流流态及其对开机组合的响应机制

泵站前池中存在复杂的水沙两相流结构,开机组合方式对水流流态与悬移质泥沙运动规律的影响尚不明确。针对该问题,该研究采用Mixture多相流理论和Realizable k-ε紊流模型,模拟不同开机组合条件下的泵站前池水沙运动,分析前池内各个漩涡流区域特征及其形成机理,预测泥沙淤积范围,同时利用多普勒流速剖面仪(acoustic doppler current profilers)等仪器对前池内流速与泥沙淤积进行测量,验证数值模拟结果。在此基础上,分析了典型正向前池泵站5组不同开机组合下的两相流流态,结果表明:前池内漩涡区域致使悬移质泥沙向正向前池边壁区域运移,漩涡流速下沉加速悬移质泥沙沉降;已经形成的泥沙淤积体对泵口流态影响存在明显空间异质性,中间区域水泵受影响程度低于两侧水泵,开机组合工况优化大幅减小了水流偏流角度(比原工况减少了3.35°),提高了前池流速均匀度(提高了了5.84个百分点),降低了前池内泥沙含量(减少了58.60%)。研究成果可为抑制漩涡区域与泥沙淤积对正向泵站前池的危害和泵站优化运行提供理论支撑。

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。

某地下泵站闸门井-压力罐流场仿真模拟与方案优化研究

泵站进水池及进水流道的水流平稳是保证泵站良好吸水条件和安全运行的前提。文中针对某泵站闸门井、压力罐相结合的特殊组合结构的进水及分流特性,基于Standard k-ε模型,建立了相应的流场仿真计算流体动力学模型,对该组合结构的流场进行仿真模拟,分析原方案正常运行工况下的流线、流速等水力特性,并进行结构优化及仿真模拟分析。通过方案对比,优化方案的水力特性较原方案有所提升,为工程设计提供了重要参考,同时也为类似的地下工程流场研究提供了一定的借鉴。

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。

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。

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.

磁絮凝法处理泵站溢流污水试验研究

针对合流制泵站溢流污水的特点,通过与传统工艺处理效果对比,采用磁絮凝法进行处理,即在投加絮凝剂的同时投加磁种,并引入磁场来促进絮凝过程。从磁种投加量、磁种-絮凝剂投配比、磁感应强度、pH和沉降时间等方面研究磁絮凝法处理泵站溢流污水的优越性。结果表明,当磁种投加量为250 mg.L-1、絮凝剂投加量为2.5 mL.L-1、磁感应强度为50 mT、pH为6时处理效果最好。采用磁絮凝法处理泵站溢流污水降低了絮凝过程中的沉降时间,节约了成本。

基于流道进流指标分析的大型泵站进水池优化调度研究

大型泵站多台机组共用进水池,不同机组运行组合时进水池内流态不一,泵站流道进口的水流条件也有所区别,较优的调度方案可避免较差的进流流态从而保证泵站机组运行的稳定性及效率。结合某大型泵站工程,建立进水明渠、箱涵、进水池及进水流道三维数学模型,并以流道进口断面流速均匀度和流速加权平均偏流角为进流指标函数对不同机组组合运行时的进水池内流态及流道进口进流条件进行研究。研究表明:不同开机组合时,泵站进流条件存在一定的区别,并主要体现在流速加权平均偏流角。在开启相同机组台数情况下,机组相邻运行较间隔运行更优,中间机组运行较2侧机组运行更优。根据全组合试验研究提出了不同机组运行数量时的较优组合方案。研究成果可供类似工程参考。

大型泵站进水前池复杂流态下机组启动组合优化

为解决杭州三堡泵站同时受正向和侧向进水水流影响的问题,建立进水建筑物二维数值模型,通过数值模拟计算不同机组启动组合和泵站前池的流场,以此评价前池水流的均匀性,分析涡流、脱壁等不利水流状态。通过提出泵站运行时不同台数机组的最优组合,以提高前池运行的平稳性、泵站机组设备的安全性。计算结果表明,采用二维数值模拟进行分析的研究方法可行,对大型泵站前池复杂流态下机组启动组合优化有一定参考价值。

泵站机组功率因数提高方法探讨

针对中、小型泵站安装异步电动机拖动水泵运行中功率因数低，给电力系统带来无功损耗较大的缺陷。结合宝鸡峡南上座泵站装设机组的实际资料，采用配装同步电动机组进行无功补偿分析计算，对其配装同步机组容量作了探讨。指出在中、小型泵站选型设计时，采用配装同步电动机组容量与异步电动机组容量比小于０．３是比较经济合理的．

大采高工作面乳化液泵站变频驱动方式优化设计

基于乳化液泵站采用变频恒压供液技术的必要性,提出塔然高勒煤矿大采高工作面乳化液泵站采用智能变频恒压供液系统,并对变频驱动方式进行优化设计,确定采用变频器+组合开关的驱动方式,该驱动方式较其他2种驱动方式具有投资小、控制简单、维护方便等优点。通过分析比较,最终确定选用BPJ-315/1140型变频器和KJZ-1500/1140-9型组合开关联合运行,以实现乳化液泵站的恒压供液。该驱动方案可为其他矿井乳化液泵站变频恒压供液系统设计提供参考。