[发明专利]两相流潜水泵疏浚系统中加压站最优数量的确定方法无效

专利信息
申请号: 200810097532.6 申请日: 2008-05-12
公开(公告)号: CN101265914A 公开(公告)日: 2008-09-17
发明(设计)人: 王天成 申请(专利权)人: 杭州小尔机电设计有限公司
主分类号: F04D13/08 分类号: F04D13/08;F04D13/12;E02F5/28
代理公司: 杭州中平专利事务所有限公司 代理人: 翟中平
地址: 311100浙江省*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 两相 潜水泵 疏浚 系统 加压 最优 数量 确定 方法
【说明书】:

技术领域

本发明属于水利疏浚工程领域,特别涉及两相流潜水泵疏浚系统中加压站最优数量的确定方法。

背景技术

由于水土流失,我国大部分地区的河流、湖泊、水库淤积严重,为确保防洪安全,必须定期对河道、湖床或水库进行疏浚。目前用于疏浚江河湖泊的装置主要有简易吸泥船、挖泥船、冲挖机组、两相流潜水泵等,其中,利用两相流潜水泵进行水力抽沙,是最常采用且快捷有效的方法。疏浚而产生的大量泥沙往往由于场地限制或环境保护的要求,要运送到适当的地点存放,也可以用于放淤固堤、填充洼地。在利用潜水泵抽沙抽沙的同时,利用管道将泥沙远距离输送到适当地点,是目前最常采用的方法。

中国专利CN2668704Y公开了一种用于抽送黄河泥沙的泥沙抽送装置,如图1所示,主要包括平台5、泥浆泵6、主管路9和配电盘、变频调速柜等。中国专利CN2675748Y公开了一种用于黄河泥沙远距离输送的加压装置,如图2所示,该装置主要包括变频调速柜14、电动机15和泥浆泵17组成。目前,利用类似前述的泥沙抽送和加压装置组成的两相流潜水泵疏浚系统,已广泛应用于江河湖泊的疏浚工程。

两相流潜水泵疏浚系统主要包括平台、主管路和加压站三大部分。平台上一般有若干台两相流潜水泵并联抽沙,根据泥浆输送的距离和扬程的要求,一般需要若干个加压泵站串联增压,加压站主要由变频调速柜、电动机和泥浆泵组成,加压站均采用闭式加压方式,即加压泵的进出口直接联接在泥浆管路上。该系统由于效率高,效益好,使用寿命长,运行稳定可靠,在黄河放淤固堤和江河、湖泊等水力挖沙疏浚工程中发挥了重要作用,收到了显著的经济效益和社会效益。

目前,在布置两相流潜水泵疏浚系统时,只能根据施工经验和施工惯例来大致确定加压站的个数,往往导致系统的效率较低,输沙能耗较高。为了进一步提高两相流潜水泵疏浚系统的效益,有必要对系统进行优化运行,以提高系统的运行效益。由于两相流潜水泵疏浚系统在各工地上的运行条件如泥浆的管路输送距离、泥沙粒度、管道直径、管道材质(钢管或工程塑料管)等各不相同,故在系统的泵组上配备了变频调速器,但满足同样输送条件,各泵之间可以有不同的转速配合。而泵之间不同的转速配合所消耗的能量不同。系统运行优化的目的,是要精确确定泵的数量,并找出泵之间最佳的工作配合,使系统输送同样的泥沙耗能最小。其中,如何精确确定加压站的最优数量,是系统优化的关键技术向题之一,也是技术难题。

发明内容

技术问题:考虑各泵的流量-扬程关系和管道的种类、直径,以及泥沙颗粒和输送距离等主要影响因素,通过大量的现场试验和理论推导,提供一种精确确定加压站最优数量的方法。

技术方案:两相流潜水泵疏浚系统中加压站最优数量的确定方法,每个加压站由变频调速柜、电动机和泥浆泵组成,所述加压站均采用闭式加压方式,相互之间相隔一定间距布置,根据疏浚系统输送泥浆所需的总扬程的要求,以及疏浚平台上的潜水泵和加压站的泵的性能参数,确定加压站的个数,确定的方法是:

如果H0≥Hf,则不选用加压站;

如果H0<Hf≤H0+H1,则选用一个加压站;

如果H0+H1<Hf≤H0+H1+H2,则选用两个加压站;

以此类推;

其中,Hf为疏浚系统输送泥浆所需的总扬程,H0为疏浚平台潜水泵在转速为980转/min的扬程,H1为一号加压站泵在转速为980转/min的扬程,H2为二号加压站泵的在转速为980转/min的扬程,其中H0、H1和H2都转换为抽送浆体时的米水柱表示。

Hf=L×im+h0                    (1-1)

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