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

1、水泵配置是泵站工程設(shè)計(jì)中的重要問題，配置合理與否，直接關(guān)系到泵站工程的投資、建成后的運(yùn)行費(fèi)用。水泵機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(yùn)行、相同型號(hào)水泵機(jī)組單調(diào)速運(yùn)行或者相同型號(hào)水泵全調(diào)速方式運(yùn)行。針對已建泵站傳統(tǒng)配置方案所選水泵運(yùn)行能耗浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)狀，本文以某取水泵站為工程背景，以泵站機(jī)組軸功率最小為目標(biāo)函數(shù)建立泵站優(yōu)化運(yùn)行模型，利用遺傳算法對不同種優(yōu)化配置方案進(jìn)行了能耗計(jì)算，并結(jié)合黃金分割法對

2、相同型號(hào)配置的單變頻調(diào)速方案最佳過渡泵配置型號(hào)進(jìn)行了仿真計(jì)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(jìn)行能耗和經(jīng)濟(jì)對比分析，確定最適合泵站的配置方案，用來指導(dǎo)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(fèi)的不足，提出了基于三個(gè)工況點(diǎn)的取水泵站優(yōu)化配置模型，開展了泵站優(yōu)化運(yùn)行與三工況點(diǎn)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(yáng)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(jī)組并聯(lián)運(yùn)行特性方程。根據(jù)供水變化規(guī)律，利用變頻調(diào)速技術(shù)和建立的并聯(lián)運(yùn)行特性方程，實(shí)現(xiàn)完全通過改變水泵的特性來達(dá)到系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。
　　 2.對相同型號(hào)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(hào)。仿真實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jì)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(shí)現(xiàn)泵站的優(yōu)化運(yùn)行的重要途徑。
　　 4.建立了基于三個(gè)工況點(diǎn)的取水泵站優(yōu)化配置模型，用來指導(dǎo)取水泵站建設(shè)或改造時(shí)配置方案的選取。三工況點(diǎn)選泵分析法的特點(diǎn)是：根據(jù)三個(gè)工況點(diǎn)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(yáng)程和流量作為設(shè)計(jì)點(diǎn)，并使枯水位工況和洪水位工況盡量處于水泵高效運(yùn)行范圍內(nèi)。當(dāng)水泵在枯水位或洪水位運(yùn)行時(shí)，采用增減水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)和變頻調(diào)速運(yùn)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(diǎn)，因此，在確定配置方案時(shí)可取相同的水泵型號(hào)，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(hào)，采用單變頻調(diào)速，然后在選擇好的水泵中增加一臺(tái)額定流量為其0.6倍的過渡泵來