河海大学水力机械多功能试验台通过鉴定
分类:电工电气

“调水、发电、改善水上航运条件。”这一国务院确定的172项重大水利工程之一、陕西省重要的大型跨流域“南水北调”引汉济渭工程,涉及民生福祉,建设意义重大。工程的主要水源地黄金峡水利枢纽更是拥有当今亚洲最大的泵站,其水泵能量指标要求极高。在历经与国际同行企业同台对比之后,哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司凭着综合性能指标“第一”的优势,赢得了业主的高度认可,日前一举夺得黄金峡水利枢纽全部7台18兆瓦水泵及其附属设备采购合同,再一次奠定了哈电电机在水泵领域的行业领军者地位。

河海大学水力机械多功能试验台鉴定会于12月26日在南京召开,鉴定会由江苏省科技厅组织,委托江苏省教育厅主持。鉴定委员会由江苏省水利厅、安徽省水利厅、淮委规划设计研究院、扬州大学、江苏省水利勘测设计研究院、无锡市锡泵制造有限公司等单位的九位专家组成。会议听取河海大学水力机械多功能试验台研制工作报告,进行了现场复核测试,审查了试验台有关技术文件,察看了试验台系统。经过认真讨论,专家们一致认为试验台具有多功能特点,可进行立式、卧式、斜式、贯流式等泵及泵装置的正、反向工况试验,也可进行水轮机工况试验,与国内现有试验台相比具有新的特色;试验台的测试精度高,量测仪表设备系统误差为±0.374%,测量参数的随机误差为±0.315%,试验台的综合误差为±0.489%,鉴定复测装置效率最大相对误差为0.190%,试验台稳定性和重复性好;试验台的水力循环系统设计新颖,通过控制阀门的切换可满足多功能试验要求,辅助泵选用直流调速电机控制,在水泵试验中扬程可从-5m到20m平稳地调节;试验台采用集中控制,由计算机自动进行测量数据采集和处理。试验台精度满足《水泵模型试验验收规程》要求,并超过ISO/DIS5198( A)级标准精度,达到国内先进水平。   河海大学水力机械多功能试验台可以承担南水北调泵站工程试验研究及中、小型水电站水力机组的试验研究工作。  

灌区泵站技术更新改造工程,需复核原泵站设计及设备的合理性。水泵进口淹没水深能否满足水泵正常运行要求,并考虑到不影响到泵站整体结构强度要求。采用侧向节能型拍门作为机组断流措施,能够大大减少能量损失,节约大量能源。灌区;泵站;排灌;增加流量;淹没深度;排涝;技术更新改造;节能降耗 灌区泵站技术更新改造工程,和新建泵站有所不同,需考虑原建筑物、设备安全鉴定等级,原有厂房结构、设备布置等诸多限制因素,并依据灌区规模、近期实际水文资料复核原泵站设计及原有设备的合理性。根据《泵站安全鉴定规程》要求,对二类设备进行维护保养,对三类设备进行更换维修,对四类设备进行更换。通过对水泵电动机组、附属设备、辅助设备进行更新改造,以达到技术先进、高效节能的目标。 德惠市松沐灌区是国内大型灌区之一,松沐灌区泵站现场安全检测鉴定书中,泵站建筑物安全类别部分将松沐灌区各泵站泵房均鉴定为三类;机电设备安全类别除大岗电灌站、张家屯排灌站为三类外,其余均为四类,断流设施方面,原泵站拍门均鉴定为四类。 经复核分析,松沐灌区原泵站中有几个站原设计选型不合理,泵型选择失误,水泵转轮安装高程、水泵进水口高程不符合运行工况,水泵进水口淹没深度严重不够,导致泵站无法抽水或不能保证连续运行及不能在正常水位下运行,但这些泵站设备鉴定属于三类,不能更换,只能考虑选择更换适合原水泵尺寸的转轮,况且泵房鉴定也属于三类,不能重建,只能修缮,原泵站结构不能改变,这样给设计选型增加了很大的难度。在充分考虑到这一系列问题之后,选择了与原水泵能够匹配的新型高效转轮,并且采用了泵下进水口地面局部凿除及加长水泵叶轮以上导水部分的方法,以解决水泵进水口淹没严重深度不够的问题。具体改造方法如下述: 1 大岗电灌站 根据泵站基本参数、净扬程范围,复核确定泵站扬程。 复核水泵配套的电机功率,按泵站设计规范留有1.05~1.1倍的余量,结合电机的功率标准,原有的电动机185KW容量满足要求。对配套电机进行大修,考虑更换定子、转子线圈及轴承。 原水泵进口淹没水深不能满足水泵正常运行要求。本次改造设计将井筒中部加长370mm,淹没深度为960mm。满足流道进出水口淹没水深的要求和水泵汽蚀性能的要求。原进水池池底高程154.75m,为满足水泵正常运行要求要求,并考虑到不影响到泵站整体结构强度要求,在水泵进水口下方局部降低430mm,局部降低部分底高程为154.32m。 对拍门进行更换,每台机组设置一只侧向节能型拍门作为机组断流措施。 2 张家屯排灌站 张家屯排灌站始建于1966年,装有5台700DFZLB-85-155型立式轴流泵,提水流量为5.6m3/s ,配套JSL12-8型电机,总装机750kW。泵站设计净扬程6.15m,总扬程为7.9m。 根据规范要求,对原泵站5台机组进行更换维修。 本次改造设计后的水泵满足泵站设计流量和设计扬程的要求情况下,需要更换原水泵转轮、轴承及加长水泵叶轮以上导水部分。 复核水泵配套的电机功率,原有的电动机155kW容量不能满足设备运行要求。选取电动机容量增加至180kW。 原水泵的进水口淹没水深严重不足,不能满足水泵正常运行要求。本次改造设计将水泵叶轮以上导水部分增加950mm长直管段。以满足流道进出水口淹没深度的要求。叶轮中心线高程为153.42m,水泵吸水口高程152.97 m,淹没深度为1230mm。满足流道进水口淹没水深的要求和水泵汽蚀性能的要求。 断流设施方面,原泵站采用的拍门属于老式传统产品,本次改造设计对拍门进行更换,经技术经济比较,采用侧向节能型拍门作为机组断流措施,大大减少了能量损失,可节约大量能源。 泵站节能设计主要包括对设备的选型、参数和能量指标选择,通过技术经济、环境保护和节能降耗等综合分析,确定合理的水力系统更新改造设计方案和运行方式。 根据泵站的设计扬程、设计流量、泵站的任务及重要性等,合理选择更新泵型。 根据能源单耗计算公式:e=E/=E/(γQHstt) 其中: e――能源单耗, kW / E――t时段泵站消耗的总能量, kW/h Hst――同一时段泵站的平均扬程,m γ――同一时段泵站水源水的重度,kN/m3 Q――同一时段泵站的平均提水流量,m3/s t――同一时段泵站的提水总时数,h 灌区更新改造后能源单耗值为1.14~1.19,满足《泵站更新改造技术规程》中规定的电力灌排泵站的能源单耗不应大于5KW h/的要求,本项目在节能方面将会带来良好的经济效益。 电气设计优先选用技术先进、经济适用和节能的成套设备和定型产品,替代泵站中需淘汰产品。为降低变压器空载损耗,变压器采用S11系列。 在站用电低压配电设计中,熔断器、热继电器、信号灯等低压电器采用新系列节电型产品,从而降低元器件自身功耗,达到节约电能的效果。 另外,灌区各泵站设计中增加软启动装置来改善电动机的启动特性,降低电动机的启动电流,保证电网电压的波动在所要求的范围内,满足泵站节能降耗的运行要求,达到节能的目的。 照明方面,考虑在泵站主、副厂房内均采用高效节能型灯具,并充分利用自然光,使之与室内人工照明有机地结合,从而节约人工照明电能。 以上两座泵站的改造设计过程中,存在着一个突出的矛盾,那就是由于多年的水位变化,原来的设备已经不能适应现在的实际扬程要求,但按照安全鉴定报告设备不能更换,厂房结构不可变动。这就造成在设计中需要一味的迎合原设备及厂房尺寸,以至于不能选用更合理、更经济的设备,增大了安装的难度,造成经济上的浪费,能源上的浪费。

艰辛探索

在“泵”领域拔得头筹,这并非是哈电电机的“第一次”。然而,在哈电电机涉足大泵领域之前,我国的大型水泵绝大部分被国外知名公司所垄断。他们凭借着先进的技术、多年积累的业绩和口碑牢牢把控着大型水泵市场,使国内企业望尘莫及,实现泵类领域“零”的突破难度之大,可想而知。

为了给水利工程安上“中国芯”,哈电电机决心以技术和品质赢得市场。借助在抽水蓄能机组技术上蕴藏的底蕴,哈电电机高标准进入大泵领域,潜心研制的大泵各项性能指标均达到或超过了国际一流老牌泵企的水平。

早在上个世纪末的1999年,哈电电机就承担了万家寨引黄一期工程15台大泵几乎所有部件的制造,这一次的历练,也为哈电电机进一步掌握引水大泵研发、制造技术奠定了基础,积累了经验。

2004年,哈电电机为哈三电厂600兆瓦汽轮机组4台循环水泵进行改造,彻底解决了循环水泵存在的实际运行流量不足、效率偏低、稳定性差等诸多问题,确保了电厂安全稳定经济运行。

2010年,哈电电机与国际一流的老牌泵企同台竞技,凭借先进的综合技术性能一举夺得云南牛栏江—滇池补水工程4台单机容量22.5兆瓦水泵项目,这也是目前我国单机容量最大的泵组,最大扬程233.3米。哈电电机最终以国际一流的设计制造水平,完美打造出具有完全自主知识产权的大型离心泵机组,促进了我国大型水泵的科研、设计、制造技术的发展和进步。

在此基础上,哈电电机又于2017年取得了山西大水网中部引黄2台17兆瓦及小浪底引黄工程2台20兆瓦单级大型水泵的研制权,同样在执行中获得了业主的高度认可。

冠亚体育娱乐 ,“每一个泵站的具体情况不同,唯有依据工程运行特点量体裁衣,才能探索最适合的技术方案。”哈电电机大电机研究所主任工程师张广博士如是说。

就拿山西大水网中部、小浪底引黄工程泵组的研发制造来说,黄河的泥沙含量世界闻名,汛期的水流含沙量更是达到惊人的20千克/立方米之多;且两个泵站最高扬程分别达201米和 261米。如何有效延长水泵的使用寿命和检修周期,成为哈电电机技术专家不可回避的难题,科研人员在经过了多番论证之后,决定采用明设蜗壳的设计方式。这样虽然方便了检修,但随之又来了新的问题:明设蜗壳对水泵的稳定性提出了更加严苛的考验,设计难度也大大增加。科研人员通过大量计算分析,很好地解决了明设蜗壳的振动、摆度问题,完全确保水泵机组各工况的稳定运行。2018年12月末,中部引黄工程地下泵站首台泵组顺利抽水成功,水泵的所有工况运行指标和监测数据均满足合同标准!

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