SL-《水泵模型及装置模型试验规程制定说明》

《水泵模型及装置模型试验规程》制定说明一、工作简况1.1任务来源按照《水利部关于水利水电工程技术规程规范制修订工作项目（2022-2023年）任务书的批复》（水规计[2022]213号）的有关要求，由水利部水利水电规划设计总院主持，中水北方勘测设计研究有限责任公司（以下简称中水北方公司）负责修编SL140-2006《水泵模型及装置模型验收试验规程》。1.2主要工作过程（1）编制、审查修订工作大纲。2023年2月17日，中水北方公司在上海凯泉泵业集团有限公司主持召开了规程修订工作启动会。2024年3月1日完成“修订工作大纲”和“初稿”的编制工作。2024年4月16日，水利部国科司在津主持会议，对中水北方公司等单位编制的《水泵模型及装置模型验收试验规程》修订大纲（以下简称《大纲》）进行了审查。专家组认为《大纲》内容全面，规程主题框架基本合理，技术路正确，修编依据充分，具有较强的可操作性，建议将原名称改为：《水泵模型及装置模型试验规程》。编制组按照审查意见修改完善《大纲》后，尽快提出标准征求意见稿。（2）编制完成征求意见稿2024年4月，编写组根据《大纲》审查意见，修改、完善工作大纲，在编写组内部进行分工，制订详细工作计划，开始修订工作。2024年5～6月，各参编单位按分工完成《水泵模型及装置模型试验规程》初稿。2024年6月下旬，中水北方公司赴各参编单位逐一对“初稿”进行详细修编讨论。2024年7月初，主编单位根据各参编单位在对规程初稿进行修改、完善，基础上完成征求意见稿。1.3主要起草人及承担的工作姓名年龄职务/职称专业工作分工单位何成连59正高动力工程规程主编中水北方公司吴正桥55正高水利工程项目主持中水北方公司王超羽55正高流体机械项目统筹中水北方公司张弋扬41高工动力工程规程编制项目负责中水北方公司刘彧36高工水利工程规程体例格式审核中国水利水电科学研究院王福军59教授流体机械定义和单位参数计算中国农业大学郑源59教授动力工程术语、定义，试验方法、测量方法，试验台河海大学李彦军46教授流体机械术语、定义，试验方法、测量方法，试验台江苏大学汤方平59教授流体机械术语、定义，试验方法、测量方法，试验台扬州大学滕海波47高工水利工程内容、保证值、参数换算南水北调集团东线有限公司汪宝罗40高工动力工程内容、保证值、参数换算浙江省水利水电勘测设计院有限公司闫宇34工程师测控技术试验方法、测量方法、换算中水北方公司张剑雄37高工电气工程测量方法，压差测流中水北方公司蔡俊鹏30工程师水力机械测量方法、压力脉动中水北方公司宋梦斌44高工流体机械试验方法、保证值，参数换算、几何尺寸利欧集团（湖南）泵业有限公司二、主要内容及来源依据2.1主要内容修订后主要包括以下章节及附录：1总则2术语和符号3试验台、试验模型4试验程序5试验内容和方法5.1能量试验5.2空化试验5.3飞逸试验5.4四象限试验5.5压力脉动5.6压差测流试验6试验参数测量与计算6.1一般规定6.2与主要水力性能保证相关量值的计算6.3物理特性6.4主要参数的测量与计算6.5辅助参数测量7测量不确定度7.1一般规定7.2测量值得不确定度7.3导出量的不确定度7.4总不确定度8原模型参数换算8.1效率换算8.2流量、扬程、轴功率和空化余量的换算8.3确定机组效率和配套电机功率8.4压差测流系数换算9保证值验证9.1一般规定9.2差值曲线和总部确定度带宽9.3保证范围内的功率、流量、水力比能和效率9.4飞逸转速9.5空化保证9.6保证值的验证9.7模型试验不能验证的保证值附录A物理特性、数据附录B试验和计算程序汇总附录C稳定运行条件下试验的随机误差分析附录D泵站空化系数σPL的计算附录E术语、符号和单位标准用词说明标准历次版本编写者信息条文说明2.2与原规程内容对比新、旧规程内容对比表拟修订规程原规程调整内容说明1总则1总则制定规程为规范水泵模型及装置模型的试验工作，弱化验收试验。适用范围增加贯流泵泵段模型及装置模型。提出了泵段模型及装置模型的适用场景。引用标准增加《回转动力泵水力性能验收试验1级、2级和3级》GB∕T3216-2016等。2术语和符号2术语、符号及计量单位新定义术语：机组、单位流量、单位扬程、单位轴功率等。新增术语：比能、与脉动相关术语、无量纲术语、与辅助性能相关术语3试验台、试验模型3试验台4水泵模型及装置模型整合试验台和水泵模型及装置模型。新增试验台的选择、对试验台要求、测量仪器要求、对试验模型要求、试验模型范围、模型和原型的几何相似、试验条件、水力相似、几何尺寸检查等相关内容。4试验程序8试验大纲与试验报告的编制新增试验负责人、整合拆分试验大纲及试验日程、新增模型设计和模型安装、测试设备和试验数据的处理、几何尺寸检查、测量仪器仪表检查与标定、模型装置的检查、试验水力循环系统的检查、测量仪器标定和数据采集系统检查、试验实施等内容。5试验内容和方法6验收试验新增四象限试验、压力脉动试验测量相关要求、压差测流试验等内容。6试验参数测量与计算新增7测量不确定度5参数测量方法及不确定度新增误差、不确定度等概念，新增测量值的不确定度、导出量的不确定度。8原模型参数换算7保证值验证及原型泵性能换算拆分保证值验证及原型泵性能换算。新增模型效率统一换算到基准雷诺数方法。新增确定机组效率、压差测流系数换算等内容9保证值验证7保证值验证及原型泵性能换算附录C试验结果与主要保证值比较新增保证值的一般规定、插值曲线和总不确定度带宽、保证范围内的功率、流量、水力比能和效率、飞逸转速、空化保证、模型试验不能验证的保证值等内容。附录A物理特性、数据附录A水的物理性质与重力加速度新增干燥空气密度表、环境压力表附录B试验和计算程序汇总新增附录C稳定运行条件下试验的随机误差分析附录B试验不确定度分析与估算新增稳定运行条件下试验的随机误差分析，基本规定、标准差、置信水平、学生t分布、随机误差引起不确定度的最大允许值、计算示例等内容。附录D泵站空化系数σpl的计算新增附录E术语、符号和单位新增三、国内外相关标准对比分析1、国内外相关技术标准研究IEC60193：2019《Hydraulicturbines,storagepumpsandpump-turbines-Modelacceptancetests》其等效采用的GB/T15613－2023《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验》都刚颁布实施，其主要服务于水轮机、水泵水轮机模型试验，关于水泵模型试验部分只涉及高扬程蓄能泵，范围未涉及低扬程泵模型试验；增加了水泵模型单位参数计算、水压力脉动测点布置及相对值计算、压差测流、原模型效率换算等，根据水泵试验特点分泵段和泵装置模型试验。ISO/TR19688:2019《Rotodymanicpumps—Hydraulicperformanceacceptancetestusingamodelpump》本身为指导性规程，与IEC规程相比，对试验台和试验精度要求低，试验方法不够精细，未涉及几何尺寸检查和制造精度要求内容，未给出水压力脉动测点位置，未给出原模型效率换算方法，未涉及压差测流内容。国家标准GB∕T3216-2016《回转动力泵水力性能验收试验1级、2级和3级》为实泵验收试验标准，不适用水泵水力性能试验。2.水泵模型及装置模型试验是泵站机组优化选型设计的基础，与本规程有关的技术标准主要有：GB∕T3216-2016回转动力泵水力性能验收试验1级、2级和3级GB/T15613水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验规程；GB/T17189水力机械（水轮机、蓄能泵和水泵水轮机）振动和脉动现场测试规程；GB/T17612-1998封闭管道中液体流量的测量称重法（ISO4185:1980，IDT）；GB/T26801-2011封闭管道中流体流量的测量一次装置和二次装置之间压力信号传送的连接法（ISO2186：2007，IDT）；GB/T3505-2009产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法术语、定义及表面结构参数（ISO4287：1997，IDT）；SL/T806-2020水利水电工程水泵基本技术条件；ISO2533:1975，标准大气（Standardatmosphere）；ISO8316：1987，封闭管道中的流体测量-容积法（Measurementofliquidflowinclosedconduits–Methodbycollectionoftheliquidinavolumetrictank）；IEC60193Hydraulicturbines,storagepumpsandpump-turbines-Modelacceptancetests。ISO/TR19688:2019Rotodymanicpumps—Hydraulicperformanceacceptancetestusingamodelpump。本次修订参考IEC60193-2019技术标准，主要是吸取国际标准的工作技术理念。3.“SL140-2006版规程”发布后相关的法律法规进行了修订，如《中华人民共和国标准化法》、水利