胥浦活水泵站肘形进水流道流态分析及优化.pdfVIP

第3期 水利水运工程学报 No．3 ANDD岷矾日粼 2015年6月HYDRO-SCIENCE Jun．2015 DOI：10．16198／1．enki．1009-640X．2015．03．013 丁军，丁庆朋．胥浦活水泵站肘形进水流道流态分析及优化[J]．水利水运工程学报，2015(3)：88-94．(DINGJun，DING and ofelbowinletconduitsof water Qing—peng．Flowpatternanalysisoptimization Xupurunningpumping and Engineering，2015(3)：88-94．) 胥浦活水泵站肘形进水流道流态分析及优化 丁 军1，丁庆朋2 (1．江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏扬州225127；2．仪征市水务局，江苏仪征211400) 摘要：胥浦活水泵站为一座长江边低扬程引水泵站，设计流量5．0m3／s，最大扬程3．3m。为适应其低扬程、小 流量的特点，选用了全贯流潜水泵，在原胥浦节制闸底板上改建安装。为了保证在长江低水位时，水泵进水口 完全淹没，进水流道型线平顺，流道内无涡带或其他不良流态，机组启动正常和运行稳定，利用三维数值建模、 边界条件设置与三维湍流流动模拟，运用计算流体动力学CFD方法，进行进水流道内部流动数值模拟，多方案 rex3．4 分析和比较进水流道内部流态、水泵进水条件和流道的水力损失。计算结果表明，进口尺寸1．1 m(高× 宽)，出口直径1．2m的型线B方案进水条件好，流道水头损失小，满足水泵高效运行的要求。优化设计方案为 泵站安全运行提供最优的设计进水流道型线和设计参数。 关 键 词：胥浦泵站；三维数值模拟；CFD分析；流态；肘形进水流道型线；设计优化 中图分类号：TVl36+．2文献标志码：A 进水流道为泵站重要的组成部分之一，其水力特性对水泵性能有着直接影响。良好的进水条件可以使 水泵装置达到好的运行状态，获得较高的效率¨J。泵站的进水流道形式应结合泵型、泵房布置、泵站扬程、 进出水池水位变幅和断流方式等因数，经过技术经济比较确定心J。重要的大型泵站还须经过数模和装置模 型试验确定[3。]。进水流道主要型式有肘形和钟形两种。肘形流道逐渐收缩，流态好，水头损失小；钟形进水 流道形状复杂、施工不便，对宽度要求严，设计不当易产生涡带。 m3／s)，扬程低(最大扬程3．3m)，采 胥浦活水泵站在原节制闸底板上改建安装，泵站设计流量小(Q=5 用了较优的肘形进水流道【5]。该泵站为长江边潮汐泵站，水位变幅大，在枯水季，长江水位较低，水泵进水 口淹没不够充分，易造成水泵吸水困难，影响机组正常启动和稳定运行。因此需对肘形进水流道进行必要的 水力设计优化，提高泵站运行的安全性和可靠性。 1泵型选择 胥浦泵站为低扬程、小流量泵站，立式泵在极低的设计扬程下水力损失大，效率低，电机功率大、运行费 用高。贯流泵适用于低扬程，流道顺畅，水力损失小，装置效率高、安装方便，但电机在水下工作，密封止水要 求高№]。全贯流潜水电泵为机电一体化技术，既保持了潜水电泵结构紧凑、安装方便、噪声低、散热好等特 点，又保持了贯流泵水力性能好、流道顺畅、装置效率高等特点，同时考虑到了泵站的其他缺点和复杂程度。 其水泵叶轮安装在电机的转子内腔，转子变成水泵的叶轮，使电机无效部分变成工作部分，工作时水流从转 J。按照设计流量和扬程及相关技术参数，确定采用 子内腔流出。综合以上因数，选用了全贯流潜水电泵。7。8 收稿Et期：2014—09—05 基金项目：江苏省水利科技项目(2013057) 作者简介：丁军(1967～)，男，江苏泰兴人，高级工程师，主要从事水泵、水闸设计与研究工作。 E—mail：删1031