循環(huán)水泵房正向進(jìn)水前池水力性能試驗研究

科學(xué)之友Friend of Science Amateurs2012年01月循環(huán)水泵房正向進(jìn)水前池水力性能試驗研究李敏，范麗娟(太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030024)摘要:泵站前池內的流態(tài)優(yōu)劣,對泵站的持久安全運行有極大的影響。經(jīng)采用物理模型試驗的方法，通過(guò)分析大量的實(shí)測資料,得出前池流場(chǎng)橫向、縱向的流速分布特點(diǎn),分析現象產(chǎn)生因素,提出合理的前池結構優(yōu)化方案,以保證其間水流流態(tài)的均勾性和穩定性。關(guān)鍵詞:物理模型;前池流場(chǎng);斷面流態(tài);結構優(yōu)化中圖分類(lèi)號: TV131.61文獻標識碼: A文章編號: 100-8136( 2012 )02- 005-030本項試驗綜合國內外文獻",主要考慮以下相似條件:1引言重力相似(F,數相似)火力發(fā)電中，循環(huán)水泵房進(jìn)水前池的水力性能是否穩定對(,)=+√F)=1循環(huán)水泵的安全和高效運行都至關(guān)重要，對循環(huán)水泵房的土建合理投資也有指導作制。泵站設計規范規定.泵站前池布置應其流量和流速比尺分別為:滿(mǎn)足水流順暢流速均勻、池內不得產(chǎn)生渦流的要求。如果進(jìn)水流速比尺:V=L, =3.162前池的形狀.尺寸設計不合理。容易在池內形成不良流場(chǎng)。前池是流量比尺:Q=L," =316.2泵站的進(jìn)水建筑物D,將引水管道中的來(lái)水均勻地分配給各流道;當水輪機引用流最迅速改變時(shí).前池的容積叮起一-定的調節阻力相似:n=L," =1.46作用.因此,引水管道與泵房進(jìn)水前池的銜接.應盡量保證泵房2.2測點(diǎn)布置進(jìn)水前池有良好的流態(tài),保證水流能均勻平穩地進(jìn)入吸水室,避為了便于分析水流特性,在進(jìn)水前池內設有3個(gè)測速斷面,免回流和渦流的產(chǎn)生。本文研究將通過(guò)物理模型對循環(huán)水泵房每個(gè)斷面設5條垂線(xiàn)。每條測速垂線(xiàn)都從底部0.2 m起測,間距1m進(jìn)水前池進(jìn)行系統的水力特性試驗研究，并結合試驗數據分析布置測點(diǎn)(見(jiàn)圖1和圖2)。水面流場(chǎng)形態(tài):采用直接觀(guān)察和拍照其水力性能.優(yōu)化原設計方案,提出合理的改進(jìn)措施.保證循環(huán)的方法。水泵的安全運行。本文按力相似準則設計正態(tài)物理模型，針對T.程布置的特點(diǎn),即進(jìn)水前池與引水明渠呈直"T"形布置,研究該結構下前池流場(chǎng)及流速分布情況。試驗設計了循環(huán)水泵全部開(kāi)啟的情況，通過(guò)對水流流態(tài)、典型斷面流速分布、水位的觀(guān)測.分析了各斷面橫向縱向水流的分布特點(diǎn),同時(shí)研究其產(chǎn)生機理及影響。圈1流速測點(diǎn)垂向分布圍2流速測點(diǎn)橫向分布2研究方法2.3 試驗器材(1 )流速:采用南京水利水電科學(xué)研究院研制的OA型旋漿2.1 物理模型設計式光纖流速傳感器、接專(zhuān)用采集系統測量。本試驗基F某實(shí)際工程設計模型,根據研究目的和要求,試(2)前池水位:使用水尺進(jìn)行測量。驗對前池流場(chǎng)進(jìn)行了主要探測.進(jìn)水前池結構:長(cháng)(沿水流方向)x(3 )表面流態(tài)觀(guān)察:采用示蹤觀(guān)察,并拍照記錄,同時(shí)結合其寬=30.0mx 26.8 m。自流引水管:采用鋼筋混凝土箱涵.單根截他觀(guān)測結果- -同分析。面凈空尺寸bxh=3.5 mx 3.5 m,設計流速為2.23 m/s,進(jìn)水前池2.4 試驗組次與引水明渠呈直"T"形布置。按照試驗要求選取了一-種典型的情況進(jìn)行試驗數據的采集,為保證模型試驗的精度.試驗采用正態(tài)模型,模型全部采用根據循泵臺數及特點(diǎn)將試驗單泵流量控制為5.87 m/s,此時(shí)前池優(yōu)質(zhì)有機玻璃加T:制作，一般有機玻璃板的糙率在0.007-0.000水深控制為60 cm左右,循泵5臺全部開(kāi)啟。之間,模型用優(yōu)質(zhì)有機玻璃制作能滿(mǎn)足糙率相似要求.從而滿(mǎn)足3數據分析阻力相似。幾何比尺L.=10.模型試驗占地面積約為32 mx8 m。根據模型試驗相似原理,要保證不同尺度(λL≠1 )的兩個(gè)流3.1前池流速分布體運動(dòng)的完全相似幾乎是不可能的，通常是根據原型流體運動(dòng)進(jìn)水前池各測速斷面位置和編號見(jiàn)圖1和圖2。本試驗采用的特性,確定出主要影響的作用力.選擇合適的相似準則進(jìn)行模南京水利水電中國煤化工式光纖流速傳感器、擬。-般情況下,泵房進(jìn)水流道水工模型試驗是在幾何相似的前接專(zhuān)用采集系TH測得大量數據,并對提下,依據F,相似準則設計和運行模型.有條件地放松對雷諾數數據進(jìn)行了處理CNMH: G5臺水泵運行時(shí),各相似條件的要求。斷面水流橫向流速分布和垂向流速分布情況。- 5-應用技術(shù)李敏， 范麗娟:循環(huán)水泵房正向進(jìn)水前池水力性能試驗研究?jì)?yōu)化。且由垂向流速分布圖還可看出表層流速逐漸增大,底層流速有遞減趨勢.這也是前池流場(chǎng)能量分布不均造成的。(4)5條流道閘門(mén)前的進(jìn)水流態(tài)好壞直接關(guān)系到流道內的水流流態(tài),若流速分布不均(見(jiàn)圖5),則不同的能最產(chǎn)生的能量差影響建筑物整體結構的穩定性，如果長(cháng)期處在這種不穩定情況圖3進(jìn)水前池 E -01斷面流速分布下對流道內的其他建筑結構也可能造成破壞性影響。3.3結構優(yōu)化建議根據原設計方案試驗結果.結合經(jīng)濟成本的要求,以對泵站建筑物結構不作較大調整的原則，對取水泵站進(jìn)水建筑物的流IL態(tài)改善措施進(jìn)行了深入研究,前池進(jìn)水口結構為正方形,且經(jīng)物理模型試驗研究發(fā)現這種結構不利于水流在前池寬度上的均勻圈4進(jìn)水前池 E -02斷面流速分布擴散,為均勻水流擴散,建議將箱涵進(jìn)水口改為喇叭口擴散結構或八字漸變型結構叫已達到分散水流的作用，保證前池流態(tài)均勻穩定。4結論(1)物理模型試驗是分析水工建筑物內部流速分布情況的種較直觀(guān)方便的方法。圖5進(jìn)水前池E-03斷面流速分布(2)進(jìn)水口與前池成T型結構布置的建筑物,前池流速分布特點(diǎn)為:從箱涵出口進(jìn)入進(jìn)水前池的水流.其流速分布具有典型的淹沒(méi)射流性質(zhì),在橫向上約為正態(tài)分布,并隨著(zhù)流程的增加而逐漸坦化。射流卷吸周?chē)黧w,使兩側存在不同程度的回流。當下5臺泵同時(shí)運行時(shí),引水流量大,前池水位低,在中間斷面靠近邊墻的兩側存在較大的反向流速。垂向上流速分布體現下部高，上圈6循泵5臺運行時(shí)進(jìn)水前池各斷面整體流速分布部低的性質(zhì),同時(shí)隨著(zhù)流程的增加,也有均勻化的趨勢。當水流3.2分析現象產(chǎn)生 原因及影響到達E-03斷面時(shí)距離流道進(jìn)口2.5 m處),其流速分布已較在，(1)進(jìn)水口處水流在前池形成淹沒(méi)射流,水流沖擊力使流速E-01和E- 02斷面處均勻。大致呈正態(tài)分布,淹沒(méi)射流是流人相同介質(zhì)中的液體射流。淹沒(méi)(3)前池淹沒(méi)射流的特點(diǎn)為沿程斷面流速不斷減小和均化，射流與周?chē)o止介質(zhì)發(fā)生動(dòng)量和質(zhì)量交換，卷吸附近介質(zhì)隨射橫斷面不斷擴大?；亓鳟a(chǎn)生的原因是進(jìn)水流速不對稱(chēng),使前池流流一同流動(dòng).流量不斷增加,流速不斷減小和均化,橫斷面不斷場(chǎng)分布不均勻，水流脫離邊界和摩擦力等引起的主流旁側的旋擴大。淹沒(méi)射流可分為兩個(gè)部分。保持射流出口流速V。不變的部轉水流運動(dòng)。這種不良流態(tài)會(huì )導致前池產(chǎn)生回流區或是靜水區,分,稱(chēng)為射流核心。因卷吸與摻混作用流速小于Vo的部分,即射極易形成泥沙淤積。流核心與靜止液體之間的部分,稱(chēng)為射流邊界層。沿射流方向從(4)進(jìn)水前池與引水明渠呈直“T”形結構布置的前池建筑出口斷面至射流核心開(kāi)始消失的所謂過(guò)渡斷面，稱(chēng)為射流初始物，可將箱涵進(jìn)水口改為喇叭口擴散結構或內部加設八字漸變段;過(guò)渡斷面以后的部分,稱(chēng)為射流主體段。出現這種流態(tài)對于型結構的導流墻。泵站前池來(lái)說(shuō)是一種不良流態(tài)，如果進(jìn)口處流速過(guò)大會(huì )產(chǎn)生水參考文獻: .流沖擊,而沖擊波是一-種不連續鋒在介質(zhì)中的傳播,這個(gè)鋒導致{1]徐輝,段志強,于永海等泵站有壓前池流態(tài)改善措施的研介質(zhì)的壓強溫度密度等物理性質(zhì)的跳躍式改變,顯然這種現究D].排灌機械, 2003,21(4):13- -16.象會(huì )導致5條流道前的閘門(mén)受水流壓力不均,前池進(jìn)水口結構[2]泵站設計規范,2010.承載壓力過(guò)大.整個(gè)前池水體壓力分布不均等不利影響。[3]水電站引水渠道及前池設計規范{SL T205-97].(2)流速分布不均前池邊壁處產(chǎn)生輕微回流,回流產(chǎn)生原[4]邱靜,杜涓,黃本勝等.臺山發(fā)電廠(chǎng)一期工程循環(huán)水泵進(jìn)水因是水流脫離邊界和摩擦力等引起的主流旁側的旋轉水流運流道水力性能試驗研究[].廣東水利水電, 2002,(2):14-17.動(dòng),其兩側產(chǎn)生回流區的主要原因是進(jìn)水不對稱(chēng)造成的。但由于[5]張振偉,鄒志利沿岸流流速垂向分布的實(shí)驗研究凹.海洋回漩流的產(chǎn)生,可能會(huì )導致的不良影響有:產(chǎn)生死水區形成泥沙通報,2009,28(2):1-9.淤積,主流產(chǎn)生偏流進(jìn)而i又惡化整個(gè)前池流場(chǎng).前池水能能量分[6]練偉航,馬治安,張廣傳等.電廠(chǎng)機組泵房側向進(jìn)水前池流態(tài)布不均,造成- -定的水力損失.使泵站5臺泵不能均勻地人流，水力試驗研究).中國農村水利水電,2007 ,6)115-117,119(4).不利于水泵高效安全的運行。由于邊壁處回流流速較大,可能導[7]史海冰.長(cháng)江引水三期取水泵站前池流態(tài)問(wèn)題的解決方案致?lián)綒獠焕谇俺亟Y構的長(cháng)久穩定使用。0].城市公用事業(yè),2008, 22(4):37-39.(3)流速垂向分布特點(diǎn)則是由于在引渠與進(jìn)水池相接處,{8]馮建剛,王曉升,佟宏偉等.大型城市供水泵站前池流態(tài)改主流位于底部,故底部流速較大,而上層水流緩慢.有效地降低善措施研究[].給水排水,2010,36(11):51-54.了下層流速，主流和周邊流速也沿程進(jìn)行能敏交換和綜合使得中國煤化工水流經(jīng)過(guò)- -段時(shí)間的運行到達斷面E- 03時(shí),水流流速分布已較作者簡(jiǎn)介:李敏;畢業(yè)于華北水利水在斷面E 01和E- 02處均勻,但最大流速仍然出現在前池中軸電學(xué)院水利系.MYHCN M H G原理工大學(xué)水利科線(xiàn)上,兩側流速最小,流速分布還是不平穩，前池結構有待進(jìn)行學(xué)與工程學(xué)院,09級研究生。(編輯:何曉轉)-6-.科學(xué)之友Friend of Science Amateurs2012年01月論電氣誤操作的原因及防范措施陳麗麗(華電能源牡丹江第二發(fā)電廠(chǎng)，黑龍江牡丹江157015)摘要:電氣運行人員在倒閘操作或停、送電操作及異常處理時(shí),很容易發(fā)生誤操作。誤操作產(chǎn)生的后果,輕則損壞設備,重則發(fā)生人員傷亡事故，為此,電業(yè)工人從實(shí)踐中總結出很多防止誤操作的組織措施技術(shù)措施,但誤操作仍時(shí)有發(fā)生。所以只有剖析出導致誤操作的病因,對癥下藥,才能徹底防止誤操作。關(guān)鍵詞:誤操作;防 范措施;組織措施;技術(shù)措施中國分類(lèi)號: TM764.2文獻標識碼: A文章編號:1000-8136{ 2012)02- -007-02主值班員當發(fā)現“低電壓保護直流消失”光字牌亮時(shí),由于缺乏專(zhuān)1電氣誤操作的發(fā)生原因業(yè)理論知識和對光字牌啟動(dòng)原理不清,誤認為低電壓保護直流保1.1 管理有漏洞險熔斷,在分不清PT二次保險和低電壓保護直流保險時(shí),只斷開(kāi)(1)技術(shù)規程不完善,有可能導致誤操作。各種技術(shù)規程是了低電壓保護聯(lián)片LP,就認為斷開(kāi)了低電壓保護回路(只斷開(kāi)電電氣運行人員操作的依據和指導,目前,設備更新較多.且更新機的低電壓切除回路),在拔PT二次保險時(shí),造成了380 VIII段速度很快,如果規程不能及時(shí)修編的話(huà),很難保證對運行操作的工作分支發(fā)生低壓切除。指導作用最終導致誤操作的發(fā)生。(2)值班員對設備和系統不清也是發(fā)生誤操作的常見(jiàn)原因。(2)設 備標識不清.最易發(fā)生誤操作,設備變更或改造后,應熟悉設備和系統及系統運行方式,是運行人員進(jìn)行操作和處理異立即對其電源進(jìn)行重新標識,否則將發(fā)生誤操作。例如,本廠(chǎng)#4常的基礎，否則必將發(fā)生誤操作。操作人員對操作項目設備和方爐動(dòng)力盤(pán)更新后,電源標識出現錯誤,造成在進(jìn)行#4爐#1磨煤式掌握不清.填寫(xiě)錯誤操作票,必將導致誤操作。例如，1992年本機油泵停電時(shí),錯拉#4爐#2磨煤機油泵,致使#4爐#2磨煤機廠(chǎng)發(fā)生的帶接地刀合開(kāi)關(guān)的惡性事故，就是操作人員對接線(xiàn)方式跳閘,#4爐#2制粉系統被迫停止運行。不清,以為線(xiàn)路側丁接地刀閘在合位,并不影響送電,結果造成帶(3 )執行規章制度不嚴,必然要發(fā)生誤操作。電業(yè)工人經(jīng)過(guò)接地刀合開(kāi)關(guān)的惡性事故。多年的工作經(jīng)驗和事故教訓.總結出許多行之有效的規章制度，1.3 操作人員自身因素影響誤操作如“四關(guān)、四對照"制度、操作監護制度等,但多數值班員在實(shí)際(1)值班員工作態(tài)度不端正,工作責任心差,精神不集中,操操作中，常常不能認真執行已定的規章制度,致使誤操作的發(fā)作時(shí)不認真、不細心也是發(fā)生誤操作的主要原因。例如,現在股票生。例如,筆者在剛當監護人時(shí),領(lǐng)著(zhù)另外- -名操作員去執行#2炒的正旺,加上運行人員比較富有,余錢(qián)較多,空閑時(shí)間又比較充爐引、送徘、磨電機大修后送電試轉操作.為了節省時(shí)間,決定足,大多數人都在炒股.不但下班時(shí)去股市.當班時(shí)也是時(shí)刻利用兩人一起操作，由另外- -名操作員送#爐#1引.送、排、磨電手機、尋呼機、電話(huà)等現代通訊設施關(guān)心著(zhù)股市動(dòng)態(tài).甚至操作機筆者自己送#2爐#2引送排磨電機。當筆者操作完成后，時(shí),也想著(zhù)自己的股票啥時(shí)解套,精力不能完全放在工作上,另外轉身發(fā)現另外一名操作員正在鎖#3給水泵的小車(chē)開(kāi)關(guān)柜門(mén)(他還有很多人迷戀上網(wǎng),這些都是導致誤操作的潛在因素。把正在檢修狀態(tài)的#3給水泵電機也給送電了),筆者立即讓其(2)操作人員身體不適.內心不愉快,思想紊亂.情緒波動(dòng),不把#3給水泵電機的小車(chē)開(kāi)關(guān)拉至檢修位置,這種情況的發(fā)生正能專(zhuān)心工作,也是發(fā)生誤操作的主要原因。例如，運行人員生病,是由于失去監護操作所導致的。精神恍惚;運行人員和家人或同事發(fā)生口角導致情緒異常;未休1.2培訓不到位 ,運行人員技術(shù)素質(zhì)較差息好夜間身體疲倦等也常會(huì )發(fā)生誤操作。(1 )技術(shù)水平不過(guò)硬是導致誤操作的直接原因。例如本廠(chǎng)- -1.4操作任務(wù)安排不合理 ,也是導致誤操作的原因之. -The Circulating water pump house Forebay' s Hydraulic performanceExperimental StudyLi Min,Fan LjuanThrough adopting the physical model test mehod and analyzing the large amounts of the me中國煤化工al and lngiudinal'svelocity distribution characterstics of the purmping station pooL.Analysis the reasons of leadiGard Bome reasonablestructure optimization scheme to the forebay. Ensure the uniformity and stability of the flow patYHCNMH GKey words: Physical model;flow field of the forebay; flow pattern of the section; structure optimization scheme-7-.