泵站工程研究展望1ppt课件

1、泵站工程研究展望 泵站工程研究是灌溉与排水学科机电排灌工程研究领域的核心部分。随着科学技术的不断进步、学科基础理论研究和应用技术水平的不断提高和完善、机械和能源工业的高速发展以及高产、优质农业对排灌的要求不断提高，大大促进了我国的机电排灌事业的迅速发展。目前，我国已建成大中小型固定泵站50多万座，总装机容量7000余万kW，机电排灌面积近5亿亩，泵站的灌溉和排涝面积分别占全国有效灌溉面积和排涝面积的56%与21%。泵站在保证农业增产，保证和促进国民经济各行业的发展，保证人民生命财产安全等方面发挥了重大作用 一、基础研究方面一、基础研究方面 水泵内部流场分析计算研究。水泵内部流场分析计算研究。

2、在二维、准三维流动计算的基础上，在二维、准三维流动计算的基础上，建立三元粘性流动计算模型与计算方法，建立三元粘性流动计算模型与计算方法，进一步完善泵内流动理论，为设计高效新进一步完善泵内流动理论，为设计高效新型叶轮及过流部件提供理论基础。型叶轮及过流部件提供理论基础。 泵水力系统水流运动研究泵水力系统水流运动研究 泵水力系统是由水泵、进出水流道、泵水力系统是由水泵、进出水流道、进出水池以及引水、排水河渠等组成的装进出水池以及引水、排水河渠等组成的装置系统。泵水力系统中各个部分相互影响置系统。泵水力系统中各个部分相互影响和相互制约，任何部分的水力性能都会影和相互制约，任何部分的水力性能都会影响整

3、个系统的性能，对泵站运行的安全性、响整个系统的性能，对泵站运行的安全性、经济性有着直接的关系。因而，除了对各经济性有着直接的关系。因而，除了对各部分的水流运动进行研究外，需要对整个部分的水流运动进行研究外，需要对整个系统联合运行时的水力特性进行研究，建系统联合运行时的水力特性进行研究，建立恒定与非恒定流动的数学模型及其计算立恒定与非恒定流动的数学模型及其计算方法。方法。 泵站群和泵站机组运行调度研究泵站群和泵站机组运行调度研究 合理的运行调度方案是实现泵站安全、合理的运行调度方案是实现泵站安全、经济运行的重要保证。应根据供排水的任经济运行的重要保证。应根据供排水的任务和要求以及水文和气象预报资

4、料，结合务和要求以及水文和气象预报资料，结合泵站系统水流运动特性建立泵站优化调度泵站系统水流运动特性建立泵站优化调度的数学模型，以提高泵站运行的经济性和的数学模型，以提高泵站运行的经济性和满足泵站运行管理自动化的要求满足泵站运行管理自动化的要求 泵站水力过渡过程研究泵站水力过渡过程研究水力过渡过程是水电站、泵站以及给排水工程输水力过渡过程是水电站、泵站以及给排水工程输水系统中普遍存在的现象。目前，水力过渡过程水系统中普遍存在的现象。目前，水力过渡过程的研究大多集中在单一的有压流或无压流，这对的研究大多集中在单一的有压流或无压流，这对于具有复杂输水系统泵站工程，特别是大型调水于具有复杂输水系统泵

5、站工程，特别是大型调水工程是不够的。这些工程常常是由泵站、水池、工程是不够的。这些工程常常是由泵站、水池、明渠、管道、隧洞、箱涵、倒虹吸管和渡槽的建明渠、管道、隧洞、箱涵、倒虹吸管和渡槽的建筑物构成的复杂输水系统。在运行工程中，整个筑物构成的复杂输水系统。在运行工程中，整个系统可能出现无压流、有压流及无压流和有压流系统可能出现无压流、有压流及无压流和有压流相互转变的明满流同时共存的现象。因而，需要相互转变的明满流同时共存的现象。因而，需要将管道的水力瞬变流和明渠的非恒定流作为一个将管道的水力瞬变流和明渠的非恒定流作为一个整体来研究，建立具有复杂输水系统的抽水泵站整体来研究，建立具有复杂输水系统

6、的抽水泵站水力过渡过程数学模型及其计算方法水力过渡过程数学模型及其计算方法 二、南水北调工程中的泵站技术研二、南水北调工程中的泵站技术研究究 东线工程东线工程东线工程利用江苏省江水北调工程，从东线工程利用江苏省江水北调工程，从江苏省扬州附近的长江干流引水，利用江苏省扬州附近的长江干流引水，利用京杭大运河以及与其平行的河道输水，京杭大运河以及与其平行的河道输水，连通洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖，连通洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖，并作为调蓄水库，经泵站逐级提水进入并作为调蓄水库，经泵站逐级提水进入东平湖后，分水两路，一路向北穿黄河东平湖后，分水两路，一路向北穿黄河后自流到天津；另一路向东经新辟

7、的胶后自流到天津；另一路向东经新辟的胶东地区输水干线接引黄济青渠道，向胶东地区输水干线接引黄济青渠道，向胶东地区供水。东地区供水。从长江至东平湖设个梯级抽水站，从长江至东平湖设个梯级抽水站，总扬程。黄河以南输水干线上设总扬程。黄河以南输水干线上设泵站泵站3030处，其中主干线上处，其中主干线上1313处，分干线处，分干线上上1717处，设计抽水能力累计共处，设计抽水能力累计共10200m3/s10200m3/s，装机容量装机容量101.77101.77万万kWkW，其中可利用现有，其中可利用现有泵站泵站7 7处，设计抽水能力处，设计抽水能力1100m3/s1100m3/s，装机，装机容量容量1

8、1.0511.05万万kWkW。 南水北调东线工程泵站的特点是：扬程低(多在26m)。设计扬程低于4m的水泵占42%，46m的占44%;单机流量大，一般为1540m3/s，水泵叶轮直径一般为2.34m;运行时间长。黄河以南泵站多年平均运行时间约5000小时/年，枯水年份有些泵站达60008000小时/年 ;部分泵站兼有排涝任务，泵站扬程变化大。 研制满足南水北调东线工程要求的新型研制满足南水北调东线工程要求的新型水泵水泵水泵水力性能好，有较宽的扬程适应范水泵水力性能好，有较宽的扬程适应范围，不仅泵段效率高，更须机组装置效围，不仅泵段效率高，更须机组装置效率高；率高；水泵结构合理，制造工艺精良，

9、能满足水泵结构合理，制造工艺精良，能满足机组持续长时间运行、性能可靠、运转机组持续长时间运行、性能可靠、运转灵活、不需经常检修的要求。灵活、不需经常检修的要求。 研究与水泵相适应的进、出水流道型式、研究与水泵相适应的进、出水流道型式、断流方式及其设备断流方式及其设备 研制供水调度控制决策支持系统研制供水调度控制决策支持系统建立泵站优化运行调度的数学模型及其建立泵站优化运行调度的数学模型及其调度方案，以保证泵站的安全、经济运调度方案，以保证泵站的安全、经济运行行 西线工程西线工程从长江上游引水入黄河，是解决我国西北地从长江上游引水入黄河，是解决我国西北地区和华北部分地区干旱缺水的战略性工程，区和

10、华北部分地区干旱缺水的战略性工程，供水范围初步考虑为青海、甘肃、宁夏、陕供水范围初步考虑为青海、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古和山西六省区。西、内蒙古和山西六省区。黄河与长江之间有巴颜喀拉山阻隔，黄河河黄河与长江之间有巴颜喀拉山阻隔，黄河河床高于长江相应河床床高于长江相应河床8080450m450m。调水工程需。调水工程需筑高坝壅水或用泵站提水，并开挖长隧洞穿筑高坝壅水或用泵站提水，并开挖长隧洞穿过巴颜喀拉山。引水方式考虑自流和提水两过巴颜喀拉山。引水方式考虑自流和提水两种。无论采取哪种引水方式，都要修建高种。无论采取哪种引水方式，都要修建高200m200m左右的高坝和开挖左右的高坝和开挖100km

11、100km以上的长隧洞。以上的长隧洞。 工程初步规划从通天河、雅砻江、大渡河三条河引水，年最大可调水量约为200亿m3 。雅砻江引水线：从雅砻江长须附近修建枢纽，自流引水到黄河支流恰给弄。枢纽坝高175m，线路全为隧洞，全长131km，调水约50亿m3 ；通天河引水线 ：在通天河同加附近建枢纽自流引水到雅砻江，再由雅砻江引水到黄河支流恰给弄。枢纽坝高302m，线路全为隧洞，全长289km，其中同加到雅砻江158km，雅砻江到黄河131km，调水100亿m3。 大渡河引水线大渡河引水线 ：在大渡河上游足木足河斜尔尕附近：在大渡河上游足木足河斜尔尕附近修建枢纽抽水到黄河支流贾曲。枢纽坝高修建枢纽抽

12、水到黄河支流贾曲。枢纽坝高296m296m，线，线路全长路全长30km30km，其中隧洞长，其中隧洞长28.5km28.5km，调水，调水5050亿亿m3m3。泵。泵站抽水扬程站抽水扬程458m458m，年用电量，年用电量7171亿亿kWhkWh。自流引水与泵站提水方案的技术经济比较。自流引水与泵站提水方案的技术经济比较。泵站提水方案中，适应高海拔、高寒环境的高扬程、泵站提水方案中，适应高海拔、高寒环境的高扬程、大流量、抗气蚀性能好、效率高的新泵型研制。大流量、抗气蚀性能好、效率高的新泵型研制。适应高寒环境的泵站建筑物形式研究。适应高寒环境的泵站建筑物形式研究。高扬程、长管道泵站水力过渡过程计算及水锤防护高扬程、长管道泵站水力过渡过程计算及水锤防护研究研究 三、泵站改造技术三、泵站改造技术 前置导轮轴流泵结构和水力特性研究 前置导轮由螺旋形叶片和流线型轮毂组成，扬程低、负荷轻、叶片长、叶片数量少、轮毂比小，具有较高的抗气蚀能力。 研究内容：诱导轮中的水流流动特性、结构参数对