长管道多级泵站输水系统水力工况数解法应用研究——以吴堡工业园横沟输水系统为例

摘要

随着陕北煤化工业园的迅速兴起,水已经成为制约其发展的主要因素。针对该区域水源地分布离散和山丘区地形复杂的特点,实施远距离高扬程输水工程成为解决该区用水短缺的主要途径。其输水工程设计水平,输水系统的安全性、可靠性,以及输水系统的效能和运行效率,已成为设计工作者不断探索和研究的内容。
　　该篇论文以陕北吴堡工业园区横沟输水工程为研究背景,通过对输水系统特点和水力工况进行分析,在已定的工程布置条件下计算其输水管道水头损失,先利用图解法求出各级泵站四台机组的单泵运行、两台泵并联、三台泵并联、四台泵并联工况点,并对其运算结果进行比较分析,判断每级泵站的运行效率和各级泵站间的水量和扬程的匹配性,进行机组选择。然后再通过建立输水系统泵站工况点的数学模型,采用数解法利用MATLAB编辑程序求解计算,得出各级泵站在单泵运行、两台泵并联、三台泵并联、四台泵并联情况的工况点,将运行结果与图解法得出的结果进行比较分析,验证了数解法的合理性。对于泵站的流量不匹配问题,通过建立工况点调节数学模型,利用MATLAB编辑程序求解其工况点调节模型,最后得出各级泵站在满足上下游调节流量情况下的转速。
　　采用数解法进行水泵选型设计.效率高,参数选取更加科学、合理;对多级多泵并联输水系统,利用建立数学模型的方法来求解满足水泵调节情况下的工况点,解决了以往的图解法求解中存在的作图繁复性和无法重复利用的问题;通过变速调节水泵运行工况点,提高了多级多泵并联输水系统设计的合理性、运行的安全、稳定及高效性,从而依据计算的参数得出最佳的调节措施以及自控方式,较好的解决了输水系统设计合理、泵站运行节能,站间上下游流量匹配问题。其方法的应用,不仅降低了长距离加压输水泵站的建设成本和运行成本,保证泵站间的流量匹配,而且减少了频繁的关泵停泵,延长工程寿命,解除了多级泵站间由于流量不匹配问题带来的安全隐患,降低了系统调度的复杂程度。

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1 绪论

1.1问题的提出

1.2国内外长管道多级加压输水系统研究

1.3 国内外长管道多级加压输水系统水力工况数学模型的研究进展

1.4 长管道多级加压输水系统设计研究中存在的问题

1.5研究内容及论文结构

2项目背景及输水系统工况分析

2.1项目背景

2.2 输水系统架构及特点分析

2.3 输水系统水力工况分析

3 长管道多级加压输水系统水力工况数学模型建立

3.1 长管道多级多泵并联情况下的水力工况数学模型

3.2 长管道多级多泵并联情况下的水力工况点调节数学模型

4数解程序设计

4.1 机组选型数解程序设计

4.2工况点调节数解程序设计

5.计算结果分析与评价

5.1 水力工况点数解结果与评价

6 结论与建议

6.1结论

6.2建议

附录1：

附录2：

致谢

参考文献