扬州大学泵站试验台简介.doc

泵站试验台简介扬州大学二O O七年十月扬州大学高精度泵站试验台简介1. 概述 扬州大学泵站试验台（泵站实验室）1975年为完成江苏省水利厅中、小型泵站开敞进水池优化设计试验研究科研项目建于扬州大学文汇路校区。其后，结合完成水利部农水司泵站拍门试验研究、水利水电规划设计总院泵站起动试验研究、南水北调规划办公室泵站流道与截流闭锁装置数模、试验、优化设计（CAD）研究、国际合作与科技司低扬程大泵站过渡过程特性及测控技术研究和国家自然科学基金低扬程大型泵站过渡过程特性等科研课题以及苏、皖、鄂、鲁、湘、赣、粤、京、津、沪等省市大型泵站试验研究项目不断增建和完善。泵站试验台1993年9月以扬州大学江苏机电排灌工程研究所名义申请并通过水利部正式鉴定（鉴定委员会主任：沈日迈；鉴定证书编号：【93】水技鉴字2045号）。鉴定结论：泵及泵装置效率综合误差0.56%，综合精度等级达国内先进水平。近年为适应南水北调等泵站模型试验需要，流量、扬程、汽蚀余量、轴功率量测设备、转速调控设备等设备及测试系统软硬件已全面更新，改称高精度泵站试验台。2007年10月以扬州大学能源与动力工程学院名义申请并通过江苏省正式鉴定（鉴定委员会主任：沈日迈；鉴定证书编号：苏教鉴字2007D024号）。鉴定结论：泵及泵装置效率系统综合误差小于0.318%，综合精度等级达国内领先水平。2试验台功能和特点 泵站试验台是以完成泵或泵装置试验为主的动力装置、试验设施、量测设备的组合体。试验台具备多种功能：可完成口径500mm以下各类泵或泵装置动力特性、泵汽蚀特性、停泵飞逸特性、水轮机工况特性、泵系统动态特性试验；亦可完成泵站各种进出水过流设施水力试验及不同截流闭锁门、启闭设备工作特性试验等。泵站试验台为平面布置式，水池、真空（压力）箱、压力箱、管道总贮水量250m3。试验台突出的特点之一是：受试泵进口和出口可封闭可开敞。封闭安装时可以完成泵设备或泵装置稳态特性试验；开敞组装时既可完成泵设备、泵装置稳态特性试验，亦可完成泵站流态观测、泵站截流闭锁门及其启闭机工作特性、泵系统起动停机过渡过程特性等稳态的或动态的特性试验。试验台扬程（水头）范围：1.0m16m，流量范围：0.10.8m3/s，转速范围：01600r/min，轴功率范围：040kW。3试验台现状量测设备、泵或泵装置效率综合误差泵站试验台量测设备和控制设备在原有水利部鉴定的基础上已全面更新。3.1 流量（Q）测流原采用400mmLWGY型涡轮流量计，现新装500mm LDG型电磁流量计，转换器IMT-25，美国FOXBORO公司原装，名义精度0.5级，检定精度0.24%。传感器上海章华仪表有限公司产品（编号0350005），转换器美 FOXBORO公司原装（编号30252824-10），上海工业自动化仪表研究所检定（中国实验室国家认可委员会认可证书：NOL0130），检定精度0.24%，最新标定时间2007年9月（检定证书编号：D03-339-JG）。流量值专用二次仪表数显，同时接PLC模块、组态王软件专用微机系统显示、记录。电磁流量计前装特制绕流流量计比测。3.2 333.2泵扬程（H）、装置扬程（HSY）及汽蚀余量（NPSHC）新装Philips芯片JC-E110A-EMS4A-92DA电容式压差变送器，精度0.1级（出厂编号0705716、0705723），接专用微机系统显示、记录，接专用微机系统显示、记录；其中扬程测定测压管并接汞柱差压计，汞柱读数误差1mm。试验台另备标定压力、压差变送器的YS-2.5型活塞式压力计，准确度等级0.05%（西安仪表厂，出厂编号150）。3.3 泵轴功率（P）试验台测功原采用马达天平测功机，现新装了JN338型扭矩转速测量仪，马达天平测功机用作比测设备。计算泵或泵装置效率须扣除系统空载损耗，但因其数值很小，用扭矩仪测定误差过大；采用马达天平测功机可精确测定空载损耗。马达天平测功机属直接测功设备；具备马达天平测功机的试验台目前国内未见。扭矩仪为北京三晶科技集团产 JN338-500A（量程500Nm编号：0112267）、JN338-200A（量程200Nm编号：402026A），同时数显扭矩、轴功率。常用JN200A扭矩仪名义精度0.2级，实际检定精度0.1%。检定单位：中国计量科学研究院（中国实验室国家认可委员会认可证书：NO.L0502）检定，（检定证书编号：Lxfn2004-3022）。3.4 转速（）转速以JN338型扭矩转速测量仪测量；手持式光电转速计比测。转速测定精度0.05%。试验台突出的特点之一是：流量、扬程、轴功率、转速测试设备均采用高精度设备，特别是，各测定项又均同时采用可靠的比测设备比测。3.5 动态信号量量测泵站试验台另有适用实验室和泵站现场的动态信号测试系统。泵系统动态特性试验中各种瞬变量：电气量、水力量（现场泵站试验包括稳态流量及泵机组起动过程瞬时流量）、机械量（包括位置、位移量）、开关量、工作门撞击力（油压启闭机或液压缓冲器的瞬时油压及水压）等，运用CD19电量变送器及其它各种传感器接自制专用泵站动态信号检测仪量测，动态信号仪20通道，以（101）ms速率取样、微机表样及图样显示、打印记录。4. 控制、调速装置及专用微机系统4.1 控制、调速装置试验台控制、调速装置原采用沪产KGSF-210A/200V硅整流器，现更新安装了英国EUROTHERM DRIVES LIMITED公司原装欧陆591C直流调速装置（编号：111954509002043），配长春第一光学有限公司LC60BM-C15F光电编码器（编号：2003080002）反馈，转速控制精度高于0.01%。试验台精度高、重复性好的最重要的条件是转速稳定不变。泵站试验台突出的特点之一并为独到的优点是：转速控制精度高，任意负载条件转速恒定，稳态精度高于0.01%，具备获得零误差条件。4.2 微机系统泵站试验台试验过程中采用两台计算机并机运行，1号机用于测试数据采集及数据预处理同时兼作调试监控作用；2号机用于稳态测试数据的后处理及报表、曲线的生成同时兼作泵装置动态试验。使测试数据更为精确可靠。所有测试量一次仪表接可编程控制器（PLC）、工业自动化通用软件组太王（6.02版）计算机系统，完成流程显示、数据采集和处理、表样及图样显示、打印记录。泵站试验台突出的特点之一是：在试验过程中实现两台计算机并机运行。5泵站试验台泵、泵装置效率合成系统误差试验量测中，轴功率主要采用JN338-200A扭矩仪；马达天平测功机作为比测设备。5.1 扭矩仪测功时准确度系统误差扭矩仪，流量计，差压变送器，转速，则泵或泵装置效率合成系统误差：5.2 采用马达天平测功时准确度系统误差马达天平测功机准确度，流量计准确度，差压变送器准确度，转速准确度，则泵或泵装置效率综合系统误差：6试验台实绩泵站试验台始建以来，除利用试验设施和测试设备完成国家自然科学基金项目和多项部省（泵站、水工、河工）科研项目及苏、皖、鄂、湘、赣多次泵站现场试验外，先后在试验台完成30余项泵、泵装置（泵站）委托模型试验任务，提交研究报告、可行性论证或设计咨询报告，协助完成部分高难度的水工、水机、金属结构等设计任务。至2007年上半年止研究项目列如下表。扬州大学泵站试验台试验实绩表工程名称、地点试验内容提交试验成果提供咨询、设计成果时间江都泵站江苏扬州市整体水工模型试验试验研究报告论证泵站站前流态必然性，提出“人”字形导流墩方案1975临洪西泵站江苏连云港市模型泵装置动力特性试验试验研究报告论证大泵直管流道、整体式油压拍门装置方案，流道改进1976临洪西泵站江苏连云港市整体式拍门模型试验试验研究报告论证整体式油压拍门工作特性，提出拍门设计计算方法1977临洪东泵站江苏连云港市双节式拍门模型试验试验研究报告论证泵站双节自由式拍门工作特性，提出其设计计算方法1979大庙、单集站江苏徐州市模型泵装置动力特性试验试验研究报告设计平面涡壳式进水流道，实测流道内特性并多方案优选1980刘老涧泵站江苏徐州市模型泵装置动力特性试验试验研究报告论证大型泵站前置灯泡贯流泵方案1982南围堤河泵站天津市模型泵装置动力特性试验试验研究报告提供泵装置变速运行特性成果1985广北泵站胜利油田模型泵装置动力特性试验试验研究报告论证设计方案可行性198614轴流模型泵广州市模型泵检测试验试验研究报告纠正先期试验过大误差198814潜水电泵泰州潜水泵厂模型泵装置检测试验试验研究报告提出改进设计意见1989魏村泵站江苏常州市模型泵装置动力特性试验试验研究报告设计双向平涡壳式进出水流道，论证泵站运行安全可靠性1991望虞河泵站江苏苏州市模型泵装置动力特性试验试验研究报告负扬程运行特性，流道选优，高效防涡措施，改进设计意见1992樊口泵站湖北鄂州市技改拍门、启闭机模型试验试验研究报告技改设计建议, 油压缓冲措施及推荐措施试验结果论证1996夹河沟泵站湖北应城县模型泵装置动力、汽蚀特性试验研究报告不同模型比选试验及分析论证，提出泵站选型、设计建议1998仙桃泵站湖南安乡县模型泵特性检测、优选试验研究报告完成5种模型能量、汽蚀特性试验，作出优选论证1998沂河整治工程江苏徐州市河道泥沙淤积特性模型试验试验研究报告采用变态定床、局部动床模型及特种模型沙，试验结果真切1998青山湖泵站江西南昌市模型泵装置动力、汽蚀特性试验研究报告设计室型进水流道，提出泵装置方案建议，论证运行可靠性1999淮安一泵站江苏淮安市模型泵装置动力、汽蚀特性试验研究报告不同模型比选试验及分析论证，闭锁工作门技改方案建议2000水力自动门北京市浮箱式水力自动门模型试验试验报告、设计图纸开发、完善市政水系自动排水可靠截流工作门2000滁河一级站拍门安徽肥东县气囊式浮箱拍门工作特性模型试验试验研究报告新型气囊式浮箱拍门开发、拍门结构及气动控制系统设计2002安徽上桥泵站安徽怀远县模型泵装置动力、汽蚀特性试验研究报告完成3种模型能量、汽蚀特性试验，作出模型优选论证20032004薛家泓泵站上海浦东机场模型泵装置动力、汽蚀、飞逸特性试验研究报告录像资料完成装置模型能量、汽蚀特性、飞逸试验，优化潜水轴流泵流道2004北海船厂海西湾船坞站泵装置及水工模型青岛市模型泵装置动力、汽蚀特性，泵站整体水工模型试验试验研究报告完成模型能量、汽蚀特性试验，优选论证；论证、优化水工设计方案20032004仙蠡桥站泵装置及水工模型无锡市模型泵装置动力、汽蚀特性，泵站整体水工模型试验试验研究报告录像资料完成模型能量、汽蚀特性试验，优化设计蜗壳进出水流道；论证、优化水工设计方案20032004江尖贯流泵站泵装置及水工模型无锡市模型泵装置动力、汽蚀特性、泵站整体水工模型试验试验研究报告完成模型能量、汽蚀特性试验，优化设计竖井式贯流泵流道；论证、优化水工设计方案2004九里河站泵装置及水工模型无锡市模型泵装置动力、汽蚀特性试验研究报告完成模型能量、汽蚀特性试验，优化设计蜗壳进出水流道；论证、优化水工设计方案20052006伯渎港站泵装置及水工模型无锡市模型泵装置动力、汽蚀特性试验研究报告完成模型能量、汽蚀特性试验，优化设计出蜗壳进出水流道；论证、优化水工设计方案20052006南水北调泗阳泵站江苏泗阳模型泵装置动力、汽蚀特性试验研究报告完成多种流道、多种水力模型能量、汽蚀特性试验，优化设计蜗壳进出水流道20062008青草沙泵站上海市模型泵装置动力、汽蚀特性试验研究报告完成4种水力模型能量、汽蚀特性试验，优选设计肘形进水、虹吸出水流道型线20077. 泵站试验台试验服务宗旨泵站试验台承接泵、泵装置、泵站及其配套建筑物模型试验任务。泵站试验台试验服务的宗旨是：既严格按规范、标准要求完成试验，提交试验结果和试验报告，更着重运用泵站课题组集30余年试验研究成果和工程实践经验所提出的理论方法、设计计算方法、专利技术等全面服务。包括：分析、论证试验结果的准确可靠性，提供改进设计建议；运用特有的理论方法协助分析、鉴别、优选泵设备或其水力模型；协助预测、分析原型泵及泵站运行经济性和安全可靠性；协助论证设备选型方案和工程设计方案可行性、先进性，或协助优选方案；运用专门方法和专用软件协助完成流道或其它过流设施水力设计；运用专