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高扬程梯级泵站泵和管路对提水效率影响的研究

作　者: 周琳博
导　师: 徐存东
学　校: 兰州理工大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 泵站效率变速调节管路效率最佳转速弯管
分类号: TV675
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着经济的高速发展和科学技术的不断进步,我国大型泵站工程的建设越来越多,这些泵站在国民经济建设和人民生活的各个方面都发挥着重要的作用。为了提高我国泵站建设与运行管理的水平,此次选题采用现场调查、数值模拟、理论分析和建立数学模型的方法,分析了梯级泵站的效率及影响泵站效率的因素,有效合理的调节泵的转速,以此减小由泵和电机的不匹配、泵的设计扬程和实际扬程不匹配引起的水力损失。合理的管路布置,提高泵站的管路效率。降低泵站能耗,降低泵站运行的成本,从而具有重要的理论意义和实用价值。本文以甘肃省景电灌区大型泵站为研究对象,得出的主要研究结论:1.通过数学模型在梯级泵站只有总一泵站装有水量计量装置的情况下,计算出其余各个泵站的提水量。结合各个泵站的实际耗电量对单个泵站和泵站系统的提水效率进行了评估。总体效率偏低,其部分泵站的效率远远低于国家平均水平。2.结合设备参数和泵站实际运行情况,分析了造成部分泵站效率不高的主要原因,有以下三点:(1)泵选型和电机不匹配。(2)设计扬程与实际扬程不匹配。(3)灌区分水引起的渠道流量和前池水位的变化。3.各种调节方式的原理不同,除有自己的优缺点外,造成的能量损耗也不一样,变速调节为最佳、能耗最小、最节能的流量调节方式。4.泵的特性曲线和管路系统特性曲线已知时,在泵的比例定律范围内,利用相似工况理论和比例定律,可以确定泵的最佳转速。5.在使用“乙”字型组合弯管时,两个90度弯管之间的安装距离必须大于四倍的管道直径。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-11
第1章绪论  11-17
  1.1 研究背景和意义  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-15
    1.2.1 国内研究现状  13-14
    1.2.2 国外研究现状  14-15
  1.3 研究内容、主要研究方法  15-17
    1.3.1 研究目的  15
    1.3.2 主要研究内容  15
    1.3.3 主要研究方法  15-17
第2章梯级泵站提水效率研究  17-20
  2.1 梯级泵站监测计量设备  17
  2.2 梯级泵站实际提水量的数学模型研究  17-18
  2.3 梯级泵站能耗的测定及提水效率评估  18-19
    2.3.1 单个泵站效率评估  18-19
    2.3.2 梯级泵站系统效率评估  19
  2.4 梯级泵站系统提水能耗评估  19
  2.5 本章小结  19-20
第3章水泵效率及变速调节的研究  20-33
  3.1 影响水泵效率的主要因素概述  20-23
    3.1.1 泵的特性  20-22
    3.1.2 泵型选择和电机配套  22
    3.1.3 水泵气蚀  22-23
    3.1.4 出水管局部损失  23
    3.1.5 含沙水对水泵效率的影响  23
  3.2 水泵流量调节的主要方式  23-25
    3.2.1 调节方式概述  23
    3.2.2 改变管路特性曲线  23-24
    3.2.3 管路并联调节法  24
    3.2.4 改变水泵的特性曲线  24-25
    3.2.5 泵串、并联调节方式  25
  3.3 不同调节方式下泵的能耗分析  25-27
    3.3.1 阀门调节流量时的功耗  25-26
    3.3.2 变速调节流量时的功耗  26
    3.3.3 各种调节工况方法能耗对比  26-27
  3.4 水泵变速调节分析  27-32
    3.4.1 泵站的调速特性  27-28
    3.4.2 变频泵站调速范围的确定  28
    3.4.3 转速确定  28-29
    3.4.4 调速节能原理分析  29-30
    3.4.5 泵自身性能对调速调节效果的影响  30-31
    3.4.6 管路特性对泵调速调节的影响  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第4章管路系统效率研究  33-41
  4.1 水头损失曲线  33-35
  4.2 管路特性曲线  35
  4.3 管路损失与管路效率的关系  35
  4.4 管路效率的影响因素  35-36
  4.5 提高管路效率的途径  36-38
  4.6 进出水管上闸阀对管路效率的影响  38
  4.7 出水管布置对管路效率的影响  38-39
  4.8 异形管的阻力损失对管路效率的影响  39
  4.9 管路效率与泵站效率的关系  39-40
  4.10 本章小结  40-41
第5章景电工程效率及影响效率的因素研究  41-69
  5.1 工程概况  41
  5.2 景电灌区梯级泵站效率评估  41-51
    5.2.1 景电一期泵站提水效率评估  41-43
    5.2.2 景电二期泵站提水效率评估  43-51
  5.3 景电泵站效率评估结果分析  51-53
    5.3.1 总体规律分析  51-52
    5.3.2 具体情况分析  52-53
  5.4 影响泵站运行效率的问题分析  53-68
    5.4.1 景电二期工程典型水泵的模拟  54-61
    5.4.2 景电二期工程典型水泵实际运行的工况  61-63
    5.4.3 最佳转速的确定  63-64
    5.4.4 景电泵站管道效率分析  64-68
  5.5 本章小结  68-69
结论与展望  69-71
  一、结论  69-70
  二、展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
附录A 攻读学位期间发表的论文  75

高扬程梯级泵站泵和管路对提水效率影响的研究

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