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大流量双吸离心泵压力脉动调控与节能关键技术及应用

大流量双吸离心泵压力脉动调控与节能关键技术及应用

灌排发展中心参与完成的“大流量双吸离心泵压力脉动调控与节能关键技术及应用”项目获教育部科学技术进度一等奖

双吸离心泵在我国农业灌溉、跨流域调水、城市供水和能源电力等领域发挥着极为重要的作用。但大流量双吸离心泵普遍存在压力脉动大、运行稳定性差、大修周期短、耗能高等问题,特别是在引黄灌溉工程中,常常会因为较大压力脉动导致机组不能正常的工作。为此,中国农业大学主持,中国灌溉排水发展中心等单位参与,共同开展了大流量双吸离心泵压力脉动调控与节能关键技术研究。

技术研究取得丰硕成果。

一是提出了一种动态混合非线性亚格子尺度应力模型,较好地解决了现有模型不能较全面描述离心泵在流动分离条件下的湍流结构问题,实现了离心泵压力脉动等瞬态流动参数的较准确预测;

二是建立了快速判断双吸离心泵整体压力脉动水平的新方法,提出了以“宽频带”和时频特性表征离心泵压力脉动的新思想,构建了离心泵压力脉动监测与评价技术体系,研制了能够同步测量流量、压力脉动和振动的实时水泵测试系统,修编了水利行业标准《泵站现场测试与安全检测规程》;

三是提出了以控制双吸离心泵二次流为目的的“叶片交替加载技术”,为改善泵内射流-尾迹结构、抑制回流、拓宽双吸离心泵高效区、降低压力脉动提供了设计手段;

四是确定了用V形交错叶片构形、Donaldson尾部形状叶片及新型蜗壳隔板结构来控制双吸离心泵压力脉动、提高运行稳定性、拓宽高效区的工程技术措施。

该项目成果显著提高了水泵机组运行稳定性,降低了机组综合运行能耗,增强了供水保障能力,提高了灌溉保证率,为大型泵站安全稳定和经济高效运行提供了技术支撑。经教育部组织的专家鉴定委员会认为,该成果推动了我国双吸离心泵理论与技术的创新,总体上达到国际领先水平,具有重要的科学意义与应用推广价值。项目获教育部科学技术进度一等奖。

经水利部中水北方勘测设计研究有限责任公司和山西省泵站现场测试中心检测表明,与常规双吸离心泵相比,采用此项技术的双吸离心泵压力脉动降低17%以上,叶轮、泵体、密封环、轴承等部件的工作寿命平均延长25%以上,高效区拓宽16%左右,综合节能6%以上,节支8%以上。本成果现已在上海凯士比泵有限公司、日立泵制造(无锡)有限公司、山东博泵科技股份有限公司等20多家水泵厂应用。

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