基于不同機組并聯(lián)組合特性的取水泵站優(yōu)化配置與運行的研究.pdf

1、水泵配置是泵站工程設計中的重要問題，配置合理與否，直接關系到泵站工程的投資、建成后的運行費用。水泵機組的優(yōu)化運行是實現(xiàn)泵站經(jīng)濟運行的另一重要方面，現(xiàn)有泵站主要采用閥門調(diào)節(jié)方式運行、相同型號水泵機組單調(diào)速運行或者相同型號水泵全調(diào)速方式運行。針對已建泵站傳統(tǒng)配置方案所選水泵運行能耗浪費嚴重的現(xiàn)狀，本文以某取水泵站為工程背景，以泵站機組軸功率最小為目標函數(shù)建立泵站優(yōu)化運行模型，利用遺傳算法對不同種優(yōu)化配置方案進行了能耗計算，并結(jié)合黃金分割法對

2、相同型號配置的單變頻調(diào)速方案最佳過渡泵配置型號進行了仿真計算，用來確定單變頻調(diào)速方案的最佳配置。對加過渡泵的單調(diào)速方案、不加過渡泵的雙調(diào)速方案和全調(diào)速方案進行能耗和經(jīng)濟對比分析，確定最適合泵站的配置方案，用來指導水泵的配置。然后分析了傳統(tǒng)水泵配置方法存在能耗浪費的不足，提出了基于三個工況點的取水泵站優(yōu)化配置模型，開展了泵站優(yōu)化運行與三工況點配置方法的初步研究。具體做了以下幾方面的工作：
　　 1.根據(jù)并聯(lián)水泵等揚程下流量疊加原理

3、和水泵變頻調(diào)速節(jié)能原理，提出了泵站水泵機組并聯(lián)運行特性方程。根據(jù)供水變化規(guī)律，利用變頻調(diào)速技術和建立的并聯(lián)運行特性方程，實現(xiàn)完全通過改變水泵的特性來達到系統(tǒng)高效運行的目的。
　　 2.對相同型號配置的單變頻調(diào)速方案，利用黃金分割法確定其最佳過渡泵配置型號。仿真實驗分析結(jié)果表明，過渡泵額定流量為原配置水泵額定流量的0.6倍較為合理。
　　 3.對加過渡泵的單調(diào)速方案、不加過渡泵的雙調(diào)速方案和全調(diào)速方案進行能耗對比，結(jié)果表明

4、：加過渡泵的單調(diào)速方案隨流量消耗的總軸功率略高于另外兩種方案，而全調(diào)速方案隨流量消耗的總軸功率最??；而經(jīng)濟分析結(jié)果表明：加過渡泵的單調(diào)速優(yōu)化調(diào)度方案的額外投資和投資回收期與其他兩種方案相比具有顯著的優(yōu)勢。綜合分析表明，加過渡泵的單調(diào)速優(yōu)化調(diào)度方案是實現(xiàn)泵站的優(yōu)化運行的重要途徑。
　　 4.建立了基于三個工況點的取水泵站優(yōu)化配置模型，用來指導取水泵站建設或改造時配置方案的選取。三工況點選泵分析法的特點是：根據(jù)三個工況點選泵———枯

5、水位、常水位、洪水位，因常水位出現(xiàn)幾率最高，故將常水位所確定的揚程和流量作為設計點，并使枯水位工況和洪水位工況盡量處于水泵高效運行范圍內(nèi)。當水泵在枯水位或洪水位運行時，采用增減水泵運行臺數(shù)和變頻調(diào)速運行來滿足要求。由于單變頻調(diào)速方案具有投資少、節(jié)能效果好的優(yōu)點，因此，在確定配置方案時可取相同的水泵型號，然后由建立的取水泵站優(yōu)化配置模型確定出所有符合要求的水泵型號，采用單變頻調(diào)速，然后在選擇好的水泵中增加一臺額定流量為其0.6倍的過渡泵來