高扬程大功率离心泵浑水模型试验研究 - 北京中水科水电科技开发有限 .pdfVIP

高扬程大功率离心泵浑水模型试验研究 陈 莹 孟晓超 张海平 张建光 马兵全 （中国水利水电科学研究院，北京，100038，chenying @iwhr. com ） 摘要：磨损与空蚀是水力机械在含沙水流条件下运行时的主要破坏方式，对于高扬程大功率的离心泵而言， 该种破坏方式更为突出，但如何在离心泵使用前就确定其运行条件及运行表现既是研究的重点又是难点。 因而在牛栏江-滇池补水工程高扬程大功率的离心泵研制或使用之前，本文通过模型试验来观察其在含沙 水流条件下的运行表现，掌握其运行性能、规律，从而为真机的制造和运行提供极为有力的帮助。对高扬 程大功率离心水泵在清、浑水条件下的能量、空化、压力脉动等性能进行了对比，分析出了其在不同运行 条件下的性能及其规律，从而为真机的制造和运行奠定了基础，并且文中针对高扬程大功率离心水泵在浑 水条件下的试验方法及对技术难点的处理，给今后相关工作提供有益的参考。 关键词：高扬程 离心式水泵 模型试验 浑水性能 1 概述 牛栏江—滇池补水工程是一项水资源综合利用工程，是滇中调水的近期重点工程。其近、远期 工程任务为：2020年重点向滇池补充生态水量，改善滇池水环境，并在昆明发生供水危机时，提供 城市生活及工业用水。2030年主要任务为曲靖市生产、生活供水，其次与金沙江调水工程共同向滇 池补水，并作为昆明市的后备水源提供供水安全保障。众所周知，在含沙水流中运行的水力机械， 均会不同程度的受到泥沙磨损与空蚀的破坏，特别是含沙量很高，通流部件的空蚀和泥沙磨损问题 比较突出，而且往往表现为空蚀和磨损联合破坏。泥沙磨蚀破坏使水泵效率下降，振动加剧并造成 比较频繁的停机检修，达不到规定的大修间隔，造成很大的经济损失，直接影响到工程的安全可靠 运行。为保证牛栏江引水工程的安全稳定运行，对开发的牛栏江水泵模型的清水和浑水试验工作， 旨在研究高扬程大功率水泵的性能及应用条件对其性能的影响，并借此进一步探索离心泵模型浑水 试验的方法及技术方案。 表1 牛栏江-滇池引水工程水泵设计参数 设计引用流量 23m3/s 最大扬程下引用流量 20m3/s 最大扬程 233.3m 设计扬程 219.3m m 最小扬程 185.85m 2 试验系统配置及试验条件 2.1 试验系统配置 本次试验在中国水利水电科学研究院水力机械实验室 TP3 试验台进行。试验台配备有试验台配 1 有高精度的高精度的负荷传感器、差压传感器和流量计等试验仪器和原位标定系统、高性能的数据 采集和处理系统，先进的 PLC 控制系统，各试验参数的测量精度和运行稳定性满足 GB 和 IEC 有关 规程的要求，可满足水轮机和水泵模型的清浑水试验要求，其浑水试验含沙浓度最高可达 50 kg/m3 ， 试验台模型清水效率综合误差小于±0.2%，浑水效率综合误差小于±0.4%，是目前达到国际先进水平 的试验台。试验台循环系统包括：水库、循环水泵、电磁流量计、压力箱、模型机组、尾水箱、管 路系统和称重桶等，根据模型试验及流量标定的需要，循环系统可以封闭或开敞运行。试验前后对 试验参数相关的仪器设备进行原位标定，参与检验和标定的计量器具均由中国计量院检定合格。试 验数据自动采集，由试验数据处理系统自动存