长距离输水工程系统水泵选型节能方法与流程

文档序号:13084351阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种长距离输水工程系统水泵选型节能方法,其特征在于,所述长距离输水工程系统在输水工程始端和末端的输水系统沿线上设置连续的若干级泵站,包括以下步骤:S31:确定长距离输水工程系统的若干级泵站的级数和位置,选择水泵;S32:调速泵和定速泵台数的确定(1)调速泵和定速泵不同型号时,应满足:2Q1+nQ2=QQ1=2Q2H=Hp---(2)]]>式中Q—总调水量;Q1—调速泵额定转速设计工况点的流量;Q2—定速泵额定转速设计工况点的流量;n—定速泵台数;n=1,2,…,nH—调速泵和定速泵扬程;Hp—泵站出口设定压力;(2)调速泵和定速泵相同型号时,应满足:(2+n)Q1=QH=Hp---(3)]]>式(2)、(3)中,Q、Hp已知,需求出Q1、Q2、H;分别设n=1,2,…,n即可得到相应的几个方案;结合水泵产品样本及参数,初步确定调速泵和定速泵数量的组合方案;S33:核定各个工况时调速泵和定速泵是否工作在高效区内,若工作偏出高效区,则应重新选泵;S34:枚举法计算上述经核定的调速泵和定速泵数量组合方案的泵站泵组的年综合费用;Zb=(Σi=1nMi+Σi=1lPi)(i(1+i)y(1+i)y-1+α)+Σi=1n-k(ρgQiHi1000ηi)tb×10-4---(4)]]>式中:Zb——泵站年综合费用,万元/年;n——所选用的水泵数目(包括备用水泵),台;k——备用水泵的数目,台;l——调速器的数目,台;Mi——第i台水泵和电机的初投资,万元;Pi——第i台调速器的初投资,万元;y——投资回收期的年限,;α——设备年大修费率;ρ——输送介质的密度;Qi——第i台水泵的流量,m3/h;Hi——第i台水泵的扬程,m;ηi——第i台水泵的扬程的总效率(%);t——水泵的年运行时间,h;b——电价,元/kw·h;i——银行年利率;g——重力加速度,为9.81m/s2;S35:以年综合费用最小为原则,确定泵站调速泵和定速泵台数的最优组合方案。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述长距离输水工程系统为:所述泵站包括提水泵站和加压泵站;每一级提水泵站前后连接输水明渠,所述输水明渠渠首设置引水闸、沿线设若干座节制闸、根据地形变化选自用于输送水流穿越或跨越障碍的倒虹吸和渡槽;每一级加压泵站后连接输水管路至下一级泵站,所述输水管路根据地形变化选自用于输送水流穿越或跨越障碍的输水管道、隧洞、暗渠中的一种或多种的结合;所述输水系统沿线上用于连通用水户的分水闸和设有分水阀门的分水口。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,其是输水工程系统的总体布置节能方法包括以下步骤:S10:选择多个可行的输水系统方案;S20:对多个可行的输水系统方案以系统年综合费用z进行计算,z最小的方案最为节能,使Z→min.Z=Σj=1m(i(1+i)y(1+i)y-1+αj)Pkj+Σi=1n-kQiHsyiTi1000ηpηpiηmotρgb(j=1,2,3,........m)---(1)]]>式中:i—银行年利率;Pkj—管道、隧洞、暗渠、明渠、渡槽、泵站等工程组成建筑物的投资;y—投资回收期的年限;m—工程组成建筑物的数量;n—所选用的水泵数目(包括备用水泵),台;k—备用水泵的数目,台;α—年折旧率;b—单位电能的费用[元/(kW·h)];ρ—水的密度(kg/m3);Qi—第i级泵站1年中随季节变化的平均日输水量(m3/s);Hsyi—相应于Qi的泵站装置扬程(m);Ti—第i级泵站1年中平均工作小时数(h);ηp—水泵效率;ηpi—管道效率;ηpi=Hsyi/Hiηmot—电动机效率。4.根据权利要求3所述的节能方法,其特征在于,所述步骤S10中在选择输水系统方案中输水方式的节能是在输水条件具备时依次优先选用有压重力流输水、明渠无压重力流输水、加压输水和重力流结合输水、加压输水。5.根据权利要求3所述的节能方法,其特征在于,所述步骤S10的步骤如下:S11:根据输水系统的水源地和供水目标,以及系统沿线受水区位置和地形地貌,规划输水线路平面布置方案;S12:对各平面布置方案纵、横断面设计;S13:水力计算,能否管道自流,如是,则进入步骤S20;如否,则进入步骤S14;S14:是否具备全线重力流明渠输水,如是,则进入步骤S20;如否,则进入步骤S15;S15:是否具备梯级提水明渠输水,如是,则进入步骤S16;如否,则进入步骤S17;S16:确定泵站级数和位置,优化水泵选型、大小泵组合或调速泵最优组合运行、传动效率、进出水设施,进入步骤S20;S17:是否加压与重力流组合输水,如是,优化节能管径、管材、加压泵站级数、位置;确定加压段的控制点,调节池位置、隧洞及暗渠型式、长度、进出口高程,进入步骤S20;如否,则采用加压输水,优化节能管径、管材、加压泵站级数、位置,进入步骤S20。
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