一种新型低扬程双向流道泵站开机方法与流程

本发明涉及一种新型低扬程双向流道泵站开机方法，属于水利工程设计技术领域。

背景技术：

沿江地区，由于自然条件的影响，为抗御旱涝等灾害，分布着近百座固定低扬程防洪减灾泵站。其中，为同时满足农业灌溉、城市排涝的需求，沿江地区低扬程泵站经常采用双向流道形式。双向泵站兼具双向引水功能，年运行时间较长。由于受长江潮位影响，双向泵站运行过程中经常出现零扬程附近运行工况，严重偏离设计工况，存在低扬程下运行振动过大问题。特别地，低扬程工况下双向流道由于结构形式特殊，采用普通开机方式极易引发异常水压力脉动，导致机组强烈振动，严重影响泵站机组安全、稳定、高效运行。

为减轻双向泵站开机过程中水压力脉动过大现象，消除异常水压力脉动，提高双向泵站机组开机稳定经济性，目前已有专利涉及相关措施：授权发明专利cn201410776458提出一种立式潜水轴流泵双层双向流道系统，该系统有益效果主要表现在：水泵效率高，叶轮淹没、抗空蚀性能好，运行噪音小，安装方便，维护简单，土建结构简单，整体布局节能高效环保美观，工程造价低，同步性良好。该发明专利主要提出一种立式轴流泵双层双向流道的设计开发方案，但对于双向流道开机以及运行过程压力脉动相关问题并未涉及。授权发明专利cn201210524582提出一种通过选择合适的活动导叶个数zg、确定合理的导叶分布圆直径dg和确定合理的转轮到固定边距离δ等方法，从而达到改善混流式水泵水轮机压力脉动的方法。该发明专利主要是通过确定导叶等机械部件参数的方法达到导叶后转轮前压力脉动、提高抽水蓄能机组运行稳定性的目的。但是该专利主要针对混流式水泵，且对于双向流道特殊结构形式的机组压力脉动问题并未涉及。

现有专利多通过改变流道形式以及流体机械部件参数改善压力脉动，对于改善双向流道泵站开机水压力脉动，提高双向流道泵站开机稳定性的方式方法，无这方面专利公开。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种能够有效缓解双向流道泵站开机水压力脉动过大现象、提高双向流道泵站机组开机稳定性的新型低扬程双向流道泵站开机方法。

本发明的目的是这样实现的，一种新型低扬程双向流道泵站开机方法，其特征是：包括进水流道、出水流道以及置于进水流道、出水流道之间的水泵，水泵内设有叶轮，且进水流道位于出水流道下部；进水流道的左右两侧分别设有进水流道一号钢闸门、进水流道二号钢闸门，出水流道的左右两侧分别设有出水流道三号钢闸门、出水流道四号钢闸门；

当进水流道一号钢闸门作为进水闸门时，先缓慢开启进水流道一号钢闸门，待进水流道一号钢闸门完全开启，再缓慢开启出水流道三号钢闸门，然后启动水泵，叶轮转动，此时，水流经进水流道一号钢闸门流入进水流道，并经水泵流入出水流道，在出水流道内从出水流道三号钢闸门流出，在这个过程中，出水流道四号钢闸门的内侧产生回流；然后缓慢开启出水流道四号钢闸门，同时缓慢落下出水流道三号钢闸门，直至出水流道三号钢闸门完全关闭，此时消除了出水流道四号钢闸门处的回流；

当进水流道二号钢闸门作为进水闸门时，先缓慢开启进水流道二号钢闸门，待进水流道二号钢闸门完全开启，再缓慢开启出水流道四号钢闸门，然后启动水泵，叶轮转动，此时，水流经进水流道二号钢闸门流入进水流道，并经水泵流入出水流道，在出水流道内从出水流道四号钢闸门流出，在这个过程中，出水流道三号钢闸门的内侧产生回流；然后缓慢开启出水流道三号钢闸门，同时缓慢落下出水流道四号钢闸门，直至出水流道四号钢闸门完全关闭，此时消除了出水流道三号钢闸门处的回流。

所述出水流道的长度短于进水流道的长度。

本发明结构合理、方法先进科学、使用方便，本发明提供的一种新型低扬程双向流道泵站开机方法，采用新型双向流道泵站开机方法目的是为有效改善双向流道泵站开机压力脉动过大，提高机组开机稳定性等问题。

正常排涝工况下，双向流道开机方式如图1所示，先①缓慢开启内河侧进水流道二号钢闸门，让水逐渐充满进水流道，同时②缓慢开启出水流道三号钢闸门，直至闸门完全开启（图2），然后开机运行直至稳定；或先①缓慢开启内河侧进水流道一号钢闸门，让水逐渐充满进水流道，同时②缓慢开启出水流道四号钢闸门，直至闸门完全开启（图2），然后开机运行直至稳定。在正常开机过程中，由于双向流道结构形式特殊，在开机运行过程中进、出水流道必然存在一端为封闭盲端，在封闭盲端处极易形成回流区，而且出水流道由于盲端较短，所以出水流道回流区回流强度更大。由于回流区的影响，不稳定水流容易诱发机组强烈振动。特别是开机过程中，由于低扬程泵站内外河水位相近，同时双向流道盲端回流的影响，双向流道开机过程极易产生异常水压力脉动，引起机组强烈振动。由于开机过程中存在水压力脉动，导致机组在整个运行期间都处于一个非稳定状态，容易诱发机组水力共振，严重威胁泵站安全稳定运行。

本发明采用回笼水开机方法，在正常排涝工况下，先①缓慢开启进水流道二号钢闸门，待闸门完全开启，然后②缓慢开启出水流道四号钢闸门，形成一个回笼水系统（如图3）。然后开机运行直至稳定。此时③缓慢开启出水流道三号钢闸门，同时缓慢落下出水流道四号钢闸门，直至出水流道四号钢闸门完全关闭。或者，先①缓慢开启进水流道一号钢闸门，待闸门完全开启，然后②缓慢开启出水流道三号钢闸门，形成一个回笼水系统。然后开机运行直至稳定。此时③缓慢开启出水流道四号钢闸门，同时缓慢落下出水流道三号钢闸门，直至出水流道三号钢闸门完全关闭。

采用回笼水开机方法，在当进水流道二号钢闸门作为进水闸门时，可有效避免出水流道三号钢闸门开启过程中，出水流道四号钢闸门侧回流的产生。虽然在出水流道四号钢闸门开启过程中，三号钢闸门侧会有回流产生，但随着后续三号钢闸门的开启，可有效消除三号钢闸门处的回流区。在当进水流道一号钢闸门作为进水闸门时，可有效避免出水流道四号钢闸门开启过程中，出水流道三号钢闸门侧回流的产生。虽然在出水流道三号钢闸门开启过程中，四号钢闸门侧会有回流产生，但随着后续四号钢闸门的开启，可有效消除四号钢闸门处的回流区。

因为出水流道较短，所以出水流道盲端回流强度较大，对机组振动影响也较大。有效避免开机过程中出水流道处的回流产生，可提高双向流道机组开机以及后续运行过程的安全稳定性。

有益效果：本发明通过改变双向流道泵站机组开机方式，采用新型回笼水开机方法，不仅可以明显改善双向流道泵站机组开机水压力脉动过大现象，而且可以起到减少回流区回流强度，达到提高泵站机组开机稳定性的作用。本发明应用于泵站设计与管理，可有效改善双向流道泵站机组水压力脉动过大现象，提高泵站开机稳定性。

附图说明

图1为低扬程双向流道泵站常规开机过程图；

图2为低扬程双向流道泵站运行图；

图3为本发明中进水流道二号钢闸门作为进水闸门时开机方法过程图1；

图4为本发明中进水流道二号钢闸门作为进水闸门时开机方法过程图2。

图中：1进水流道一号钢闸门、2进水流道二号钢闸门、3出水流道三号钢闸门、4出水流道四号钢闸门、5进水流道、6叶轮、7出水流道。

具体实施方式

以下结合附图以及附图说明对本发明作进一步的说明。

一种新型低扬程双向流道泵站开机方法，包括进水流道5、出水流道7以及置于进水流道5、出水流道7之间的水泵，在水泵内设置叶轮6，且进水流道5位于出水流道7下部；进水流道5的左右两侧分别设置进水流道一号钢闸门1、进水流道二号钢闸门2，出水流道7的左右两侧分别设置出水流道三号钢闸门3、出水流道四号钢闸门4。

使用时，当进水流道一号钢闸门1作为进水闸门时，先缓慢开启进水流道一号钢闸门1，待进水流道一号钢闸门1完全开启，再缓慢开启出水流道三号钢闸门3，然后启动水泵，叶轮6转动，此时，水流经进水流道一号钢闸门1流入进水流道5，并经水泵流入出水流道7，在出水流道7内从出水流道三号钢闸门3流出，在这个过程中，出水流道四号钢闸门4的内侧产生回流；然后缓慢开启出水流道四号钢闸门4，同时缓慢落下出水流道三号钢闸门3，直至出水流道三号钢闸门3完全关闭，此时消除了出水流道四号钢闸门4处的回流。

当进水流道二号钢闸门2作为进水闸门时，先缓慢开启进水流道二号钢闸门2，待进水流道二号钢闸门2完全开启，再缓慢开启出水流道四号钢闸门4，然后启动水泵，叶轮6转动，此时，水流经进水流道二号钢闸门2流入进水流道5，并经水泵流入出水流道7，在出水流道7内从出水流道四号钢闸门4流出，在这个过程中，出水流道三号钢闸门3的内侧产生回流；然后缓慢开启出水流道三号钢闸门3，同时缓慢落下出水流道四号钢闸门4，直至出水流道四号钢闸门4完全关闭，此时消除了出水流道三号钢闸门3处的回流。

进一步的，出水流道7的长度短于进水流道5的长度。