乌江泵站水力模型选择及泵装置模型试验研究

摘要

本文针对乌江泵站主水泵改造工程实际情况，制定了更新改造方案，分析选择水力模型，并通过装置试验研究其改造后的水力性能，制定水泵运行方案。同时应用CFD仿真计算对进、出水流道进行了数值模拟计算。
　　乌江泵站现安装6台2.8CJ-70轴流泵，水泵叶轮直径2.8m，转速150r/min，原设计扬程5.62m，设计流量21.0m3/s，配套同步电机TDC-325/360-40，单机容量1600kW。通过模型分析比选，TJ04-02模型运行特性较优，但TJ04-02流量较大，应用该模型需要偏负角度过大，因此针对乌江泵站更新改造工程，在TJ04-02模型基础上改进开发了WJ-12模型。将WJ-12叶轮配2.8CJ70导叶以及原进、出水流道组成泵装置，在扬州大学高精度泵站试验台上进行了水力性能试验。
　　针对WJ-12叶轮，在模型泵上共测试了5个叶片角度:0°、-2°、-4°、-6°、-8°，通过模型试验得到不同角度下水泵的动力特性，根据试验特性成果绘制出模型和原型的综合能量特性曲线。对水泵在不同叶片角度运行下的气蚀余量进行了测定，分别得到不同角度运行的气蚀性能结果和各叶片角度临界汽蚀余量的变化曲线，泵装置在不同特征工况下可安全、稳定的运行，能够满足改造后泵站的运行要求。
　　运用FLUENT流体计算软件，采用三维紊流数值计算方法对乌江泵站进、出水流道内的流动分布进行模拟分析，截选特征断面，绘制剖面上速度等值线图，计算出进、出水流道水力特性指标，从而更全面地获得泵段性能。
　　本文通过模型试验与数值计算相结合的研究方法，为乌江泵站叶轮改造工程的建设提供了重要的依据。同时，也对今后的大型泵站的改造建设提供了较好的参考价值。