浅淡低扬程大型泵站出水流道形式及其断流方式的选择-精品文档

浅淡低扬程大型泵站出水流道形式及其断流方式的选择引言随着我国工农业生产发展的需要和机电设备生产能力的提高，我国的泵站工程得到了迅速的发展。

至今，我国已经拥有大型泵站三百余座，机电排灌事业的发展，特别是大型泵站的发展，在提高了各地抗御自然灾害的能力，促进国家经济快速、稳定、健康的发展的同时，也使得我们认识到，在技术水平、工程质量、工程管理以及经济效益指标方面与国外先进水平还有着一定的差距。

总结国内外泵站工程的发展经验可知，泵站工程对高效节能的要求越来越高。

低扬程大型泵站泵装置效率目前，各水泵设计研究单位一般比较注重水泵泵段性能，将主要的精力都用于如何提高泵段效率上，为了提高1%的水泵效率，往往需付出极大的努力，而市面上各生产厂家在水泵产品性能样本及使用说明上标明并向用户保证的也仅仅是泵段效率。

因此，水泵设计制造的目标与用户的要求是有所不同的，用户要求的是包括进出水流（管）道在内的泵装置效率。

经过多年大型泵站的建设、应用的经验以及科研成果表明，由于出水流道一般为渐扩弯管，且长度较大，就水力损失而言，远远大于进水流道。

特别当水泵扬程较低时，出水流道水力损失占泵扬程比例一般为10%~15%，而泵扬程特别低时会超过20%。

因此，低扬程大型泵站在设计过程中合理的进行出水流道形式选择，对于改善出水流态，减小出水水力损失，提高泵装置效率有很大的意义。

出水流道的形式大型水泵出水流道是指从水泵导叶出口到出水池之间的过流通道。

在目前国内已建成的工程中，出水流道常采用渐扩且由圆渐方断面，以减小水流流速，从而达到减小流动水力损失的目的。

出水流道的前段为出水室，一般常见的有弯管出水室和蜗壳出水室，后段通常称为出水流道，其形式有虹吸式、平直管式、屈膝式、猫背式、斜式以及双向出水式等。

其中，目前工程实例中最常用的有虹吸式及平直管式两种。

虹吸式出水流道一般由上升段、驼峰段、下降段和出口段组成，一般采用弯管出水室与其相连。

直管式出水流道进口接弯管出水室或蜗壳出水室，纵向沿水平、向上或向下倾斜布置至出水池，其出口上缘需淹没在出水池最低运行水位以下约0.3m~0.5m。

机电工程技术第50卷第01期MECHANICAL&ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY Vol.50No.01 DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2021.01.053朱佳佳，刘斌.大型泵站常用断流方式分析[J].机电工程技术，2021，50(01)：186-188.大型泵站常用断流方式分析朱佳佳，刘斌(江苏省骆运水利工程管理处，江苏宿迁223800)摘要：大型泵站通常采用卷扬式快速门、液压快速门和真空破坏阀来实现断流。

通过详细论述卷扬式快速门、液压快速门和真空破坏阀断流方式的工作原理，分析比较各种断流方式的利弊和应用范围，提出在泵站实际情况允许条件下，优先选用真空破坏阀断流方式。

关键词：断流方式；直管式；虹吸式；卷扬式快速门；液压快速门；真空破坏阀中图分类号：TV675文献标志码：A文章编号：1009-9492(2021)01-0186-03Analysis on Common Cut-off Modes of Large Pumping StationsZhu Jiajia，Liu Bin(Jiangsu Luoyun Hydraulic Engineering Management Division,Suqian,Jiangsu223800,China)Abstract:In large pumping stations,the winch type quick valve,hydraulic quick valve and vacuum breaking valve are usually used to realize the flow cut-off. Through the detailed discussion of the working principles of the cut-off modes of the winch type quick valve,the hydraulic quick valve and the vacuum breaking valve,the advantages and disadvantages and the application scope of various cut-off modes were analyzed and compared,and it was proposed that the vacuum breaking valve cut-off mode should be preferred under the actual conditions of the pump station.Key words:cut off mode;straight outlet conduit;siphon outlet conduit;winch type quick gate;hydraulic quick gate;vacuum-breaking valve0引言大型泵站断流方式根据机组结构和泵站出水流道不同，一般常用快速门断流、真空破坏阀断流、拍门断流、蝶阀断流等方式，快速门断流又分为卷扬式快速门断流和液压快速门断流。

Watvo Couservegcy Science and Techoonoy and Ecopomy2021年4月Apo ,2021doi ：10. 3969/j. issn. 1406 -7175. 2021. 04. 011大型泵站进出水流态优化与方案优选刘永刚2李学德1华臻5，吴政4（0江阴市长泾水利农机管理服务站，江苏江阴214400； 2.江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏扬州225127；3•江阴市水利工程公司，江苏江阴214400； 4.江阴市新桥水利 管理 站，江苏江阴214400）［摘 要］对某大型泵站各方案进出水水流采用CFD 数值模拟，提出合理的优化方案。

计算结果表明，方案一泵站侧向进水，进水时弯道水流曲率大，弯道内侧出现小范围回流；泵站出水流态平顺，无不良流态，3个站单独运行出水池不出现大尺度漩涡针。

方案二泵站正向进水，进水时弯道水流曲率小，弯道内流态平顺，流速分布均匀；泵站出水水流形成弯道水流，3个泵站单独运行时会在池中形成大尺度漩涡等不良流态，且该出水池土方开挖量大，投资高。

针对方案一、方案二泵站进出水的优缺％,将各方案优％结合形成方案三。

方案三泵站 采用正向进水、约50。

角侧向出水与徐宿淮盐高铁桥下过水孔衔接,形成最终可研方案。

分析成果对类似工程设计具有一定的参考价值。

［关键词］泵站方案；流态；流速;优化［中图分类号］TV675［文献标识码］A ［文章编号］1006 -7175（2021）04 -041工程背景新建站（三站）单向引水泵站，设计流 340 m 3/s,选用5台立式混流组（7用1备），单机设计流45. 2 m 3/s,主水泵叶径3 800 mm,配7 000 kW 立式电机5台套，总装56 000 kW 。

包括主站身、下游清污机桥、游铁路桥下防 。

主站身 盐高铁桥569 m,与下游清污机桥距离为56 m 。

泵站等级（I ）型，主要建 ’等h1 h 。

浅谈城市防洪低扬程中型泵站泵型选择************************************摘要：盐城市区地处淮河下游里下河腹部地区的东翼和沿海垦区斗北片西缘，地势低洼，地势低洼，新洋港、蟒蛇河、串场河、通榆河、皮岔河等主要河道贯穿全境。

其中第Ⅴ防洪区（青墩区），东至六子河，南至新洋港，西至通榆河，北至潭洋河，面积为99.50km2。

是亭湖区未来发展的主要空间预留区，近年来区内经济发展迅速，其人口也会随着城市开发建设进程急剧增加，防护等级比较重要。

泵站是盐城城市防洪工程中的关键排涝设施,因此泵型选取合理与否,将直接影响泵站运行安全性、可靠性、管理便利性、运行效率的高低。

关键字：城市防洪；泵站；选型设计；效率一、基本资料盐城市第Ⅴ防洪区（青墩区）某闸站位于盐城市亭湖区境内的青墩中心河上，外侧为新洋港；闸站排涝设计流量为20m3/s，引水设计流量为20m3/s，总装机功率945kW，根据《泵站设计规范》，泵站规模为三等中型泵站；泵站最低扬程为0.0m、最高扬程为1.9m，属于低扬程大流量泵站。

二、水泵选型原则根据该工程的特点和建设要求，以现行《泵站设计规范》为依据，从技术、经济等方面考虑，泵型选择应遵循以下原则：1、应满足在不同工况下流量和扬程的要求；2、在平均扬程时，水泵应在高效区运行；在整个运行扬程范围内，水泵应能安全、稳定运行；3、宜优先选用技术成熟、性能先进、高效节能的产品；4、按所选的水泵型号和台数建站，工程投资较少，运行费用较低；5、机组运行安全可靠，抗汽蚀性能好；6、便于安装、维修和运行管理。

三、泵型选择该泵站属于低扬程大流量排涝泵站。

对于低扬程大流量泵站，国内外泵站建设多采用轴流泵型式。

轴流泵有三种型式可供比选：立式、卧式和斜式。

考虑本工程为水泵双向运行，目前采用斜式泵难以满足设计要求，故不在本工程泵型比选范围之内。

1、轴流泵泵轴型式比选轴流泵有两种型式可供比选：立式和卧式。

浅析泵站工程进水流道的选型和设计大中型泵站工程中，由于工程的重要性，进水条件要求高，多将进水池和进水管合为进水流道。

进水流道是泵房内部水泵进口渐缩段之前的过流部分，采用钢筋混凝土现浇于泵房之中，并与泵房底板成整体，成为泵房的块形基础。

进水流道按水流方向可分为单向进水流道和双向进水流道；单向进水流道按形状又有肘形弯管型、平面蜗壳型及其他型式。

进水流道一般应满足以下要求：①水力损失小；②过流平顺，各种工况下流道内不产生涡带，更不允许涡带进入水泵；③线型简单、施工方便；④尺寸合理，满足泵房土建和结构设计要求，尽可能减少流道宽度和开挖深度，以减少工程投资。

下面以佛山市顺德区东海上闸站工程为例，浅谈一下对泵站进水流道的选型和设计的一些体会。

2、工程概况东海上闸站工程位于佛山市顺德区杏坛镇西北面，属于齐杏联围，内接东海大河，外排甘竹溪。

科技论文，选型设计。

工程站址位于齐杏联围桩号51+776、东海大河与甘竹溪的汇口处。

本工程的任务主要是提高顺德区齐杏联围的防洪和排涝能力，工程规模为中型，是顺德区排涝规划的重点工程。

科技论文，选型设计。

科技论文，选型设计。

本工程包括排涝泵站及水闸，其中排涝泵站设计排涝流量为30m3/s。

科技论文，选型设计。

根据泵站设计排涝流量及各种扬程参数要求，通过机组选型比较，确定水泵选用5台1400ZLB-3.9型立式轴流泵，单机设计流量6m3/s；配套5台TL560-16/1430型高压(10KV)同步电动机，单机功率560kw，电排站总装机容量N＝5×560＝2800kw。

科技论文，选型设计。

3、泵房进水流道选型方案比较根据排涝泵站所选泵型、泵房布置等，本工程可采用肘形、钟形或簸箕形进水流道进水流道形式基本尺寸及特点肘形钟型簸箕形1、叶轮中心至进水流道底板高度Hw/Do1.5～2.241.0～1.41.6～1.752、进水流道宽底B/Do2.0～2.52.5～2.82.53、进口至水泵中心线距离L/Do3.5～4.03.5～4.03.04、后壁至水泵中心线距离XT/Do0.541.31.05、流道线型较简单复杂简单6、特点肘形流道是国内外已建大、中型泵站最常用的，也是现行泵站规范推荐使用的一种进水流道。

泵站出水流道基本流态分析摘要为了改进泵站出水流道的水力设计方法，采用三维紊流数值模拟的方法，模拟了虹吸式、直管式和斜式三种型式出水流道内的流动形态；发现出水流道平面方向上的扩散情况较好，而立面方向在出口断面附近则不同程度地存在着旋涡，该旋涡对流道出口断面的流速分布有很明显的影响；提出在流道设计时应最大限度地利用流道宽度方向的扩散，以免出口断面的有效面积过多地被旋涡挤占。

关键词泵站出水流道流态近十几年来，我国对水泵装置作了大量的研究工作，特别是对低扬程轴流泵水力模型和进水流道优化水力设计的研究已取得很多进展，有许多成果已经在泵站工程中得到成功的应用。

由于种种原因，人们对进水流道内的流态比较注意、比较了解，而对出水流道内的流态则缺乏较为深入的了解。

在过去相当长的一段时期内，只做过一些关于出水流道水力损失方面的试验研究。

出水流道是水泵装置的一个重要组成部分，对水泵装置的性能有非常明显的影响。

出水流道的水力设计至今仍建立在传统的一维流动理论的基础上，这种理论与出水流道实际的三维流动情况出入很大。

近些年来，人们对出水流道在水泵装置，尤其是在低扬程水泵装置中的作用，已经有了愈来愈清楚的认识，提出了重视研究出水流道水力设计理论和方法的要求。

1997年9月1日颁布实施的国家标准《泵站设计规范》所规定：“出水流道布置对泵站的装置效率影响很大，因此流道的型线变化应比较均匀”[1]。

流道的外特性是由其内特性决定的，对流道内特性的认识应是更为本质的认识。

本文采用三维紊流数值模拟的方法，对虹吸式、直管式和斜式出水流道内的基本流态进行了初步的分析计算，力图揭示这三种形式出水流道内的三维流动形态，为认识和解决各类有关出水流道的水力学问题奠定必要的基础。

1 出水流道流动模拟的数学模型泵站出水流道三维流动模拟采用了雷诺平均N-S方程，并以标准κ-ε紊流模型使方程组闭合。

选用这种模型的原因，是因为试验证明，标准κ-ε紊流模型对三维流动是非常适用的。

低扬程泵站水泵选型资料汇编江苏大学流体机械工程技术研究中心上海江天水泵技术研究所二○○八年五月目录一、低扬程水泵选型要点二、南水北调工程东线已建泵站选型情况一览表三、水利部南水北调工程水泵模型天津同台测试参数表（泵段）四、江苏大学系列轴流泵模参数表（泵段）五、南水北调：万年闸站、刘山站、台儿庄站、江都四站模型泵装置试验资料六、贯流泵装置模型试验资料七、双向竖井贯流泵装置模型试验资料八、导叶式混流泵模型试验资料（泵段）九、导叶式混流泵装置模型试验资料各位专家：现将本资料送您审阅，有错误、不当和应当修改补充之处，敬请回告。

不胜感谢！回告电话：136****3266E-mail:****************一、低扬程水泵选型要点： 1、选型关键泵扬程低，直接设计性能难以保证，应按模型进行相似设计，关键问题是选择模型。

2、选型重点水泵选型的最重要问题是确定转速n 、叶轮直径D 和nD 值。

南水北调宝应站nD 值＝369（日立选型）、蔺家坝站nD 值＝342（日立选型）、准阴三站nD 值＝393（艾荷选型）。

国内选用的nD 值大多偏高，推荐：nD 值＝350～400。

不同nD 值的组合，为使用优秀模型提供了可能。

选较低转速、较大直径，用较高扬程的模型在较低扬程下使用，是值得大力提倡的低扬程水泵的选型方法。

降低转速的流量减小，用稍许增加直径来补偿，增加直径的成本，用减小挖深来补偿。

最终的结果是，高效、安全运行，效益显著。

3、选型途径根据泵段模型特性进行选型 装置流量/泵段流量＝0.85～0.95 装置扬程/泵段扬程＝0.95～1.1 装置效率＝泵段效率-（5～10）%根据相近似的泵装置模型特性进行选型 装置流量、装置扬程、装置效率不变 4、选型原则设计扬程保流量、平均扬程高效率、最高扬程能运行、最低扬程无异常。

（可按 上述原则设定加权因子）5、倒灌高度泵汽蚀余量，对一般模型，统一按汽蚀比转速C=900计算3/462.5⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=C Q n NPSH r许用汽蚀余量，按汽蚀安全余量系数35.1=k 计算[]r NPSH NPSH 35.1=则，倒灌高度（卧式泵为从吸入液面到叶轮上部叶片进口处）[]g ph NPSH g p h v c a g ρρ---=二、南水北调工程东线已建泵站选型情况一览表注：计算淹没深度：统一按汽蚀比转速C=900计算，汽蚀安全余量系数35k计算，吸入损失h c=0.2m计算。