引滦工程尔王庄暗渠泵站经济运行方案研究.pdfVIP

水 利 学 报 2004 年8 月 SHUILI XUEBAO 第8 期 文章编号: 0559-9350 (2004) 08-0094-04 引滦工程尔王庄暗渠泵站经济运行方案研究 1 1 2 2 张万台 路明利 吴秀云 窦以松 (1.天津市引滦入津工程尔王庄管理处 天津 301802 2.北京工业大学分部 北京 100044) 摘要 引滦入津工程中的尔王庄暗渠泵站具有调节水库 进出水结构复杂 装有10台性能差异很大的水泵机组需要 制订一套最经济的运行方式 本文采用切比雪夫法拟合了每台水泵机组的性能曲线 对各种工况下水泵机组的性 能优劣进行了排序 对如此复杂的边界条件和约束条件建立了最优化的数学模型 用动态规划法进行了求解 综 合确定各种工况下机组的最优组合和最佳叶片角度以获得供水能耗最小的运行方式 现场测试结果表明 按本系 统提供的经济运行方案运行 单位输水耗电量最少 泵站节能达6.3%以上 关键词 引供水泵站 进出水结构 调节水库 能源单耗 经济运行方案 中图分类号 TV675 文献标识码 A 引滦入津工程是将滦河水穿山越岭引入海河 为天津市供水的大型跨流域城市引供水工程 尔王庄暗 渠泵站是引滦工程4座泵站中最重要的一座 该站1997年更新改造后安装了10台无锡水泵厂生产的 1400ZLQ6-7型立式全调节轴流泵 3 设计流量5.8m /s 设计扬程7m 叶片角度调整范围为-6 6 泵站 进出水结构复杂 # # # # 2 6 泵是溢流堰式 8 10 泵是压力箱式 1 泵出水直接进入汇流槽与过溢流堰的水 流呈90 # 角交汇 7 泵出水由闸门和电动蝶阀控制 可通过溢流堰到汇流槽 也可直接进入压力箱 其出 口型式如图1所示[1] 10台机组可分别向市区供水或向水库补水 也可同时向市区供水和水库补水 由于市 区白天用水量大 夜间用水量小 且天津市自来水厂没有调节能力 所以泵站设有调节水库 多年来一直 采用水库调节 即 当市区用水量比来水量大时 由水库部分补水 用水量小时 多余的供水补库 暗渠 泵站10台立式全调节轴流泵在不同叶片角度运行工况下性能差异很大 能源单耗和高效区也各不相同 这 样复杂的情况很难用人工方法确定最佳经济运行方案 泵站投入运行十多年来 运行人员仅能根据进水池 水位和输水量的变化凭经验选择运行机组和叶片角度 因此 能源单耗较高 尔王庄暗渠泵站全年不间断 地向天津市区供水 运行时间之长居全国首位 年供水量约5亿m3 耗电量1400万kW h左右 1 确定水泵运行工况点 为确定泵站的最优运行方式 必须研究泵站中各台泵的工作特性 然后根据实际工作条件 按各台泵 的性能 计算确定泵站运行机组的最优组合和最佳叶片角度 1.1 水泵性能曲线的拟合 水泵特性常用一组特性曲线或参数表示 即水泵流量和扬程的关系曲线 H 水泵流量和效率的关系曲线Q 及水泵流量和功率的关系曲线Q P 水泵运行工况参数可由用图 形表示的水泵性能曲线求出 由性能曲线求解运行工况参数值需通过数值计算 具体计算方法很多 如拉 格朗日插值法 最小二乘法 多项式插值法 切比雪夫曲线拟合等 用最小二乘法可实现在给定点上的误 差绝对值之和为最小 用切比雪夫法曲线拟合可实现各拟合点在给定点上的偏差最大值为最小 经实际演 算 两种方法都能满足计算精度要求 用切比雪夫曲线拟合效果更佳 故本次优化的数学模型中采用切比 收稿日期: 2003-10-23 作者简介: 张万台(1945-),男,天津宝坻人,高级工程师,从事泵站运行及技术管理工作. 1