大型灌溉排水泵站节能与稳定运行关键技术

任务来源：

技术领域：农村水利

技术来源：中国农业大学水泵与泵站研究团队在国家科技支撑、国家自然科学基金重点项目、北京市自然科学基金重点项目等项目的支持下，采取理论分析、数值模拟、模型试验和原型测试相结合的手段，系统进行了深入研究，取得了大型灌溉排水泵站节能与稳定运行关键技术成果。

技术原理

水泵水力模型是研发大型水泵的基础，其水平直接决定着原型泵的性能。灌排泵站前池水位变幅大，水泵吸水口淹没深度小，因此对水泵汽蚀、压力脉动等稳定性指标有更高要求。本项目研究并发现了双吸离心泵载荷分布方式对泵内脱流的抑制规律。在此基础上，构建了离心泵叶轮“交替加载技术”，定量化地给出了对于特定性能要求的离心泵盖板、轮毂主加载点位置、次加载点位置、加载曲线斜率、交错角度等重要参数。

技术特色

（1）高性能双吸离心泵水力模型。该成果研发的“交替加载式”高性能双吸离心泵水力模型具有高效区宽广、压力脉动低，空化性能好等特点，从根本上解决了大型泵站压力脉动大的技术难题。
（2）泵站进水池控涡技术。该成果以组合式变高度导流墩和Ｘ型消涡板为结构特征，可有效抑制泵站进水池大尺度旋涡、表面旋涡和附壁涡，提高泵站流态均匀度及泵站运行稳定性。
（3）水泵与泵站进出水系统动态匹配技术。该技术突破了现有水力设计方法无法保证水泵与泵站进出水系统流态匹配的技术瓶颈，保证了水泵总能够运行在高效区。

技术指标

通过中水北方勘测设计研究有限责任公司和国家泵类产品质量检验中心的测试表明，该成果所研制的双吸离心泵水力模型，效率在87％以上，压力脉动平均为8.57％。经中国灌溉排水发展中心水机现场检测站的现场检测表明，所研发的泵站进水池控涡技术和流态匹配技术，在试点泵站应用后，泵站装置效率平均提高12.1％，泵站能源单耗平均降低1.8kW·h/（kt·m），压力脉动平均降低33％。

应用范围及前景

该技术成果适用于各类大型泵站，包括灌溉排水泵站、供水泵站、调水泵站等。应用本技术成果，可显著提高泵站的装置效率、降低机组压力脉动、减小机组振动。目前已经在山西泵站、广东永湖泵站、安徽众兴泵站等多座泵站得到应用。我国大中型灌溉排水泵站有4600多处（座），跨流域调水和区域调水泵站1800多座，城镇供水和排水泵站超过8.5万座。这些泵站都可采用该技术成果进行技术改造，以提升技术水平，提高运行质量，增强经济效益。
典型应用案例：
尊村泵站二级站全面更改改造工程、永湖泵站（二期工程）水泵改造、众兴泵站进水池优化改造、张家滩排涝泵站装置优化。

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王福军

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