中小型立式轴流泵组安装检修技术探讨

中小型立式轴流水泵机组安装或检修通常分为水泵解体安装、整体安装等工艺,但具体实施时应视情况采取不同的方式。本文结合环湖大堤后续工程(长兴县段)中型水泵机组安装及余杭区重要水利工程小型水泵机组检修的做法,总结出中小型立式轴流泵组安装检修的实施心得,供同行在实践中参考。

基于VOF模型的轴流泵机组起动过程数值模拟

为探索轴流泵机组起动过程中外特性参数和机组流道内流态的瞬变特性,建立了包括肘型进水流道、转轮、导叶、虹吸式出水流道与出水池等部件的轴流泵机组三维几何模型,采用VOF气液两相流模型与Realizable k-ε湍流模型相结合的方法,对预开启真空破坏阀及真空破坏阀保持关闭这2种起动方式下的轴流泵机组起动过程进行了三维数值模拟.数值模拟结果显示,水流翻越驼峰之后,出水流道内的空气不断被卷入水中并由下降段流道内的水流旋涡携带排出,出水流道内空气囊体积逐渐减小,从而最终形成虹吸;初始空气囊大小是影响起动过程中排气时间长短的关键因素之一,初始空气囊体积越大,排出气囊所需时间越长,而采用真空破坏阀保持关闭的起动方式会产生较大的初始空气囊,因而起动时间较长;与真空破坏阀保持关闭的起动方法相比,采用预开启真空破坏阀的方法使最大起动扬程下降了30%,起动时间缩短了64%.

轴向柱塞泵主轴动平衡的设计及实验研究

对一种轴向柱塞泵主轴进行了动不平衡分析,结合其主轴的结构特点采用了两面动平衡校正方案.并在动平衡试验机上对主轴进行了动平衡实验。通过动平衡前后水压泵的噪声对比测试表明,动平衡可以大大减小泵的噪声。

井下螺旋轴流式混抽泵增压单元流场仿真分析

为了对井下螺旋轴流式混抽泵增压单元内部流场及相应的运行特性进行数值分析,建立了增压单元的CFD分析模型,将试验结果与仿真结果进行对比。计算时将叶轮区域设在运动坐标系,其余静止区域设在固定坐标系,紊流计算采用标准κ-ε模型和非结构网格,速度压力耦合计算采用SIMPLE算法,非定常计算采用一阶精度的时间项,使用标准壁面方程以考虑边界层。结果表明,应用Fluent仿真软件进行数值模拟能够获得叶轮、导轮及整个泵的外特性,还可以直观地认识泵内部流动的耦合与干涉机理,指导水力模型设计;通过数值模拟不但可以比较初始模型和优化模型,还可对不同的优化模型进行比较,对混抽泵的结构进行优化,从而完善设计模型。

混流可逆式转轮密封装置的泄漏量及其对机组运行的影响

可逆式转轮 (低比速混流式转轮 )转轮密封装置的泄漏量对转轮受到的轴向水推力有很大的影响 ,本文以天荒坪转轮为例 ,探讨了泄漏量的计算方法、影响泄漏量的因素及其对机组运行的影响。

新型工业修补剂在大型立式轴流泵站机组大修中的应用

使用可赛新TS系列工业用耐磨修补剂进行南水北调刘老涧站2#机组汽蚀部位磨损的修复,修补剂以金属碳化物及超硬陶瓷为骨材的耐磨复合材料,有效提高耐磨涂层与叶轮外壳基材的结合强度,并保持材料表面良好的耐磨性与抗汽蚀性能,具有强度高、耐磨性好、施工操作简便以及投资少等优点。

双向轴流泵装置性能预测与内部流动分析

对一采用S形叶片的双向轴流泵装置进行数值研究,在不同流量工况条件下分析泵的正、反向运转性能,对该泵的瞬时启动过程进行了监测并对泵内的非定常空化现象进行了分析。研究表明,正、反向运转时,泵的性能存在明显的差异,反向的扬程和效率均高于正向;在泵正向启动过程中,叶轮背面进口边产生空化区,反向运转时未发生明显的空化现象;两种运转模式下,叶轮进出口断面上压力脉动特征频率分布相似,但叶轮进口的压力脉动幅值较高。

高气油比井井下混抽泵的研究与开发

为了解决高气油比油藏在开发后期油藏压力下降,井筒内游离气大量析出,受泵吸入口含气体积分数的限制,常规举升技术无法应用的问题,研制开发了螺旋轴流式多相混抽泵。该泵利用螺旋轴流泵的增压原理,采用特殊设计的叶导轮,将游离气破碎并与液体混相,从而将气液两相混流抽出井筒。按照推导出的泵特性与结构关系,同时考虑影响增压单元内相态分离的因素,平衡各结构参数,设计了增压单元和试验样机,并进行了外特性试验。结果表明,混抽泵对含气体积分数大于30%的多相流增压混抽效果明显,泵的排量越大,转速越高,泵效和扬程越高。

大型泵站“双速双调”机组选型研究

随着变极调速同步电机的研发成功,人们对变角加变速的"双速双调"机组技术及应用的要求非常迫切。在指出当前机组选型面临的困难及问题的同时,研究了水泵选型、机组2档转速及其切换临界扬程的确定方法,最后给出应用实例,提出有关建议。分析指出:机组2档转速的确定应分别以泵站设计工况和多年平均运行工况或有明确用途的2种设计工况为依据,转速切换临界扬程位于泵站设计扬程和多年平均运行扬程之间,且须通过优化确定。通过变速,可使泵的通用性能曲线图中1个高效区变成2个高效区,它与叶片调节配合,不仅扩大了泵的工作范围,而且可使机组在泵站设计工况和多年平均运行工况都能处在最佳的运行状态。

双向轴流泵装置双向发电水力特性分析

轴流泵在反向发电时,不同运行工况和几何过流形式可能会导致一定的水力不稳定现象。以某泵站双向轴流泵装置为研究对象,应用SST k-ω模型,对其开展双向发电全流道数值模拟。结果表明:额定转速下,轴流泵装置反向发电效率整体高于正向发电;最优工况下,与正向发电相比,反向发电在泵段有较合理的压力分布,流线相对平顺。正向发电导叶出口压力脉动稳定性较差,对比导叶段漩涡演变和叶轮受力变化规律得出,正向发电导叶内部的大尺度漩涡是引起导叶出口压力脉动不规律以及最优工况效率更低的原因,且是引起叶轮径向力更大的本质原因。研究结果可为泵站双向轴流泵装置及前(后)置固定导叶轴流泵装置在发电工况下的运行稳定性提供理论支撑和工程参考。

基于CFD的井下混抽泵叶轮有限元分析

为真实反映螺旋轴流式混抽泵叶轮的受力状态,用CFD对叶轮进行了分析。首先对叶轮内的流场进行数值模拟,得到稳态流体压力,然后将CFD模拟得到的叶轮表面流体压力和温度场分析结果加载到叶轮模型进行热力学耦合分析,得到复杂叶轮的温度场、应力场和位移等分布情况。研究结果为优化叶轮结构设计和减少反复设计提供了参考依据,具有较为重要的工程实用价值。

某汽轮给水泵机组卸载盘平衡机理研究及应用

某汽轮给水泵机组采用卸载盘平衡汽轮机及给水泵轴向推力,实际工程应用中出现过卸载盘磨损情况,基于卸载盘结构特点和工作原理,分析了卸载盘动态平衡的过程,采用CFD软件分析了卸载卸载盘与卸载盘环之间压力分布,得出机组轴向推力与推力间隙曲线,提出卸载盘防磨损措施,为卸载盘的设计制造及应用提供参考。

睢宁县凌城泵站轴流泵装置模型试验

根据睢宁县凌城泵站更新改造要求,为检验该泵装置的水力性能,对凌城泵站立式轴流泵装置进行了模型试验研究。在高精度水力机械试验台上对该立式轴流泵装置进行了能量特性、汽蚀特性和飞逸特性的物理模型试验,以获取该泵装置的综合特性。试验结果表明,该立式轴流泵装置水力性能十分优异,在叶片安放角+2°时立式轴流泵装置最高效率达80.2%,此时泵装置的流量为383.29 L/s,扬程为5.303 m。在净扬程为2.80~7.40 m时,该轴流泵的汽蚀性能均可满足实际运行的要求。该泵装置的单位飞逸转速随叶片角度增大而减小,在叶片角度为-4°,最高净扬程为7.40m时,最大飞逸转速为额定转速1.91倍。

飞轮储能型液压抽油机的系统设计

结合轴向柱塞泵和飞轮技术,进行了飞轮储能型液压抽油机的系统设计。下冲程,轴向柱塞泵工作在液压马达工况,抽油杆和抽油泵的重力势能推动井口液压缸的液压油回流而驱动轴向柱塞泵高速转动,转化并储存为飞轮高速转动的惯性势能;上冲程,轴向柱塞泵工作在液压泵工况,飞轮释放的惯性势能和电动机一起驱动轴向柱塞泵向井口液压缸提供高压的液压油,带动抽油杆和抽油泵而实现采出液的举升。研制的新型液压抽油机在胜利油田的一口油井上进行了现场应用,与安装在同一口油井的游梁式抽油机相比,新型液压抽油机在空间布置、节能和自动化技术等方面具有明显的优势。

不同转速对轴流泵装置水力性能的影响研究

水泵在变速工况下运行可以避免因运行工况发生变化带来的效率下降和水力不稳定。本文借助CFD计算方法,以立式轴流泵装置为研究对象,对其在叶轮转速从1461r/min到731r/min中六种转速下的最优工况进行水力性能分析。结果表明:随着转速的降低,叶轮最优效率会轻微下降,叶轮叶片两侧的压力梯度也会随之变小。同时从轮毂到轮缘方向,压力梯度增大,做功能力逐渐增加。从速度环量的角度来看,由于最优工况叶轮出口速度三角形相似,因此转速越大,出口截面的环量也会越大。本文研究为水泵装置在运行工况变化下进行转速调节提供参考。

大型立式轴流泵装置空化特性数值模拟

为研究大型立式轴流泵的空化特性,基于欧拉-欧拉多相流模型中的Mixture混合模型,采用Rayleigh-Plesset空化模型研究5个不同工况下大型立式轴流泵叶片背面空泡演化特征,分析叶片背面空泡面积占比与空化余量的关系,并基于滑移网格技术,利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)分析设计工况下4种不同空化余量叶片进出口压力脉动规律.结果表明:小流量工况下空泡初生于叶片进口和轮缘侧,呈三角形分布,随着流量增大,空泡沿轮缘侧向叶片出口偏移,大流量工况下初生空泡在压力面进口,随着空化余量降低,空泡均向叶轮出口及轮毂侧扩散;水泵装置效率下降1%时,不同流量下的空泡面积不同,设计工况下空泡面积最大,与设计工况差距越大则空泡面积越小;叶片空泡分布面积比临界值可作为判别大型立式轴流泵临界空化余量的依据,超过临界值后,空泡面积增长减缓,但效率急速下降;叶轮进出口最大压力脉动幅值先上升后下降,其最大幅值与空泡面积临界值对应.

减速器齿轮与轴过盈配合选取的分析

抽油机减速器齿轮与轴过盈配合的选取不当是造成减速器串轴和齿轮冲击的直接原因,精确确定过盈量是减速器设计的关键。以26B型减速器为例,根据额定扭矩计算所需的过盈量并和当前所选的过盈量进行比较,对其不合适的配合进行了修改,最后依据修改后的过盈配合计算出热装时工件的加热温度,从而减少用电量、节约成本。

常熟水利枢纽泵站水泵机组振动监测研究

在江苏省境内对大型双向流道立式轴流泵站机组进行在线振动监测试验研究。通过在水泵关键部件上安装振动传感器,利用先进的数据采集和分析软件,可找出水泵机组主要旋转部件,特别是水下部件在不同工况下固有频率振动值以及变化规律。在日常水泵运行管理中,根据特征频率下的振动值变化情况,可以准确地找出故障位置,判断故障大小,及时采取有效措施解决问题。

抽油机减速器常见故障浅析

根据油田井场抽油机减速器常见故障,结合减速器生产制造,分析减速器结构,找出原因并提出改进措施,为解决减速器常见故障提供一些参考。

立式轴流泵装置外特性试验研究

为进一步了解具有蜗壳式出水流道轴流泵装置的外特性,确保泵站完建后的安全稳定运行,以涧沟泵站泵装置模型试验结果为基础,研究了涧沟泵站泵装置的水力性能,并根据试验结果优选该泵站的运行方案。试验结果表明:该泵站以叶片角度-2°运行时,流量和扬程均满足设计要求,泵装置可以达到最高效率71.4%;随着扬程的增大,流量降幅减小,符合排涝泵站需长时间大流量排涝的经济性要求;该泵装置汽蚀性能符合设计要求,叶片角度为-4°时,飞逸转速达到最高值,最高值小于2倍的额定转速,飞逸特性优良。此试验泵装置作为排涝泵装置时各项性能较为优异,具备深入研究开发的价值,可为扬程相近、流量较大的排涝工程设计提供参考。