泵站進(jìn)水池不良流態(tài)及改善措施
泵站進(jìn)水池不良流態(tài)及改善措施
摘要：大、中型低揚(yáng)程泵站在我國(guó)分布廣泛,應(yīng)用范圍廣，發(fā)揮作用大。 泵站進(jìn)水池是泵站的一個(gè)重要的組成部分,進(jìn)水的水力特性對(duì)水泵性能有著直接的影響,良好的進(jìn)水條件可以使水泵裝置達(dá)到良好的運(yùn)行狀態(tài),獲得較高的效率。如果水泵進(jìn)水設(shè)計(jì)不當(dāng), 可能使水流產(chǎn)生不良流態(tài)，進(jìn)而影響到泵站的運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：泵站、進(jìn)水池、流態(tài)、改善措施
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一、引言
進(jìn)水池是泵站重要的進(jìn)水設(shè)施, 是連接泵站前池和水泵進(jìn)口之間的過渡段, 其作用是進(jìn)一步改善前池來流的流態(tài), 使水流平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向和加速，以盡量滿足水泵進(jìn)口的設(shè)計(jì)條件，從而對(duì)水泵機(jī)組的安全高效運(yùn)行產(chǎn)生影響。不良流態(tài)嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致機(jī)組劇烈震動(dòng)，影響到泵站的進(jìn)水池進(jìn)水流態(tài)的改善。
進(jìn)水池內(nèi)的水力條件決定于池內(nèi)水流在平面和垂直面上的功量分布和流速分布。通過閘墩、
攔污柵及其它障礙物時(shí)的能量損失和流速變化，以及上游和吸水周圍發(fā)生水流旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)等因素。而池內(nèi)的流態(tài)又對(duì)水泵的運(yùn)行效率起著重要作用。如果進(jìn)水池的型式和尺寸設(shè)計(jì)不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生旋渦或加大旋渦強(qiáng)度, 從而增加吸入水的挾氣量，這就破壞了水泵設(shè)計(jì)的進(jìn)水先決條件使轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口速度環(huán)量不再是零值，而使泵組的運(yùn)行效率降低。
二、進(jìn)水池的不良流態(tài)分析
雖然進(jìn)水池內(nèi)水力損失很小，但是流態(tài)不好，對(duì)水泵的安全運(yùn)行及效率的影響很大。因?yàn)樗檬窃谶M(jìn)口水流均勻流的假設(shè)下進(jìn)行設(shè)計(jì)的這就要求進(jìn)水池中大部分的過流斷面特別是葉輪進(jìn)口有均勻的流速分布, 渦流小到可以忽略或不致引起水流脈動(dòng)。但是由于水泵吸水管的吸水作用，以及水流流過吸水管時(shí)繞流作用難免會(huì)有局部漩渦出現(xiàn), 如果進(jìn)水池本身形狀、尺寸設(shè)計(jì)不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生漩渦或加大渦強(qiáng)度破壞水泵設(shè)計(jì)的先決條件；如果漩渦呈渦帶進(jìn)入水泵次日造成水泵葉片通道的不平衡負(fù)荷, 引起機(jī)組振動(dòng)。空氣進(jìn)入泵內(nèi)還造成水泵流量減小、效率降低嚴(yán)重時(shí)水泵不能工作。
漩渦往往是引發(fā)振動(dòng)、氣蝕和水泵效率降低的主要原因, 嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致泵站不能正常工作。進(jìn)水池中可能出現(xiàn)的旋渦, 一般分為自由表面旋渦和水中旋渦兩種, 其中表面渦對(duì)工程影響較大, 通常是關(guān)注的重點(diǎn)
進(jìn)水池中旋渦的生成往往是因?yàn)槌刂写嬖谝粋�(gè)或多個(gè)旋渦源, 如: 進(jìn)水池或引水渠方位設(shè)置不當(dāng)引起的不均勻行近水流; 存在流速梯度較大的剪切流; 沿行近水流方向設(shè)置的幾何體或障礙物引起的旋轉(zhuǎn)尾流等情況下都可能會(huì)誘發(fā)旋渦.
三、進(jìn)水池的不良流態(tài)的危害
1．導(dǎo)致過水?dāng)嗝媪魉俜植嫉牟痪鶆�，降低水泵的抽水性�?/p>
2．空氣的吸入會(huì)嚴(yán)重影響水泵的效率并誘發(fā)汽蝕的產(chǎn)生。
當(dāng)1%（體積比）的空氣進(jìn)入泵內(nèi)時(shí)，便能引起離心泵效率下降15%；當(dāng)進(jìn)氣量超過10%，水泵便不能工作。
3．葉輪切割渦帶，使葉輪受力不平衡，導(dǎo)致水泵振動(dòng)。
4．當(dāng)進(jìn)水池池內(nèi)漩渦方向變化時(shí)，將導(dǎo)致流量、揚(yáng)程的減小或使電機(jī)超載造成損壞。當(dāng)漩渦方向與葉輪轉(zhuǎn)向一致時(shí)：水泵的流量將降低，同時(shí)揚(yáng)程減小，最終降底泵的利用率。當(dāng)漩渦方向與葉輪轉(zhuǎn)向相反時(shí)：水泵的功率迅速提高，最終將導(dǎo)致超載。
5．進(jìn)水池內(nèi)的不良流態(tài)必然導(dǎo)致能量損失的增加，從而引起不必要的浪費(fèi)。
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四、改善進(jìn)水池不良流態(tài)的措施
進(jìn)水池的水流流態(tài)對(duì)導(dǎo)流墩的布設(shè)位置、形狀、高度等均較敏感；導(dǎo)流墩位置和尺寸的微小變化都會(huì)引起池內(nèi)流態(tài)的變化。要改善泵進(jìn)口流場(chǎng)最主要的措施就是消除吸水管中心的漩渦�？梢圆扇∪缦率侄蜗械匿鰷u：
1.采取在水下設(shè)置蓋板、蓋箱，在水上蓋板上設(shè)置雙進(jìn)水口、在喇叭口底部設(shè)置導(dǎo)流錐等手段
改善水泵的進(jìn)水池流態(tài)依舊是一個(gè)值得研究探討的問題。
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