大型立式蜗壳离心泵主要参数选择及模型试验

针对泵站扬程变幅大、泥沙含量大的运行环境,研究了立式蜗壳离心泵的水力特性,为水泵参数选取提供依据。结合重庆市渝西水资源配置工程金刚沱泵站工程特性及类似工程经验,对水泵参数的选择进行了优化,同时为验证水泵模型的水力特性,进行了水泵模型试验。试验结果表明:水泵模型效率、压力脉动、空化特性等各项指标均满足要求,水泵在中高扬程段装置空化系数裕量充足,低扬程段可以保证稳定运行,预计水泵将拥有良好的水力性能。研究成果说明水泵参数选择合理,可为同类型水泵的选型设计及水力开发提供参考。

不同导叶开度下立式蜗壳离心泵失速特性分析

大型立式蜗壳离心泵是长距离输水的核心动力装备,为了研究小流量工况下泵内不稳定失速机理,基于精细化网格和SSTSAS湍流模型,数值分析了活动导叶开度在小开度、最优开度和大开度3种条件下的非定常流态及其诱导压力脉动特性,讨论了导叶开度对立式蜗壳离心泵失速特性的影响。研究结果表明,在不同导叶开度下泵内失速的特征工况点相近,流量扬程曲线均呈现典型的驼峰区,但在小导叶开度条件下流量扬程曲线对应正斜率最大,大导叶开度时最小。在3种活动导叶开度下,活动和固定导叶之间的无叶区内均出现了大尺度旋涡,且固定导叶工作面的流动分离不断扩散至相邻固定导叶背面。在深度失速工况下,不同导叶开度条件时叶轮内的流体熵产率分布规律呈现明显不同的特征。随导叶开度增大叶轮叶片靠近前盖板截面上的流动分离区域扩大,且在最优开度和大开度条件下叶轮叶片中截面上靠近叶轮流道出口位置出现了较大速度梯度,导致了局部熵产率高的特征。在导叶小开度时深度失速工况下压力脉动的主频为叶片通过频率7f_(n),而最优开度时主频为0.9f_(n),大开度时在0.7f_(n)~1.2f_(n)范围内频率对应振幅均较大,大开度下的压力脉动呈现宽频特性。通过导叶内非定常数值模拟,发现低频压力脉动的出现与导叶内存在的周期性大尺度旋涡密切相关。

超大型离心泵站过渡过程计算及水锤防护

中短距离的超大型离心泵并联泵站在我国灌溉系统中并不多见,但随着规模化农业的发展以及跨流域调水的需求,泵站大型化是一个发展趋势,针对国外一特大型灌溉泵站(8×8000 kW)在各种特征工况下的启停过渡过程进行了计算和分析,根据计算结果提出了防护措施及运行建议:对于最大高差的组合水位,如阀门拒动将导致主泵倒转超过1.3倍额定转速,需采用两阶段关阀进行防护;经计算,正常或事故停泵工况,采用30 s/0.25~90 s/0°两阶段关阀程序可满足所有工况防护要求。但对于并联系统,运行期间需要注意单泵启停对同组其他泵的影响,启停水泵必须由其后的逆止阀实施相应保护,如阀门拒动,则需全停对应泵组。

珠江三角洲水资源配置工程取水泵站水泵选择

珠江三角洲水资源配置工程是广东省大型长距离地下管线调水工程,处在可行性研究设计阶段,三级泵站的水力参数均具有设计流量变幅大、管路摩擦损失占比大的特点。通过泵型比较确定为立式单级单吸蜗壳离心泵,该泵型在国内外可借鉴及参考的已建泵站和技术资料相对较少;管路水头损失采用二个糙率系数(0.012、0.015)计算确定水泵扬程范围,并将大糙率的计算结果作为水泵的设计扬程与最大扬程;根据水泵并联运行曲线图确定泵站的运行范围及变速运行的机组台数,设计方法与设计参数对同类型泵站的设计具有参考价值。