大型輸調(diào)水工程泵組自動(dòng)開(kāi)停機(jī)的試驗(yàn)研究

周傳奇 趙增佳 陳庚

摘 要：本文針對(duì)大型輸調(diào)水泵站水泵的自動(dòng)開(kāi)停機(jī)進(jìn)行相關(guān)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，研究水泵以及相關(guān)設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行工況下所采取的動(dòng)作對(duì)生產(chǎn)工藝和設(shè)備帶來(lái)的影響，通過(guò)不斷分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)水泵的開(kāi)停機(jī)自流程啟動(dòng)，達(dá)到一鍵開(kāi)停機(jī)，降低人為操作所帶來(lái)的誤差，進(jìn)一步防止水錘的發(fā)生，有效的提升操作水平的標(biāo)準(zhǔn)化;實(shí)踐證明，該實(shí)驗(yàn)找到了生產(chǎn)工藝設(shè)備控制關(guān)鍵點(diǎn)，能有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)停機(jī)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)泵組輸送工藝控制最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：輸調(diào)水;泵組;開(kāi)停機(jī);流程優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）13-0137-02

0 前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，玉溪中心城區(qū)、通海縣城、江川縣城、華寧縣城、撫仙湖周邊缺水問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，為合理解決上述地區(qū)缺水問(wèn)題，玉溪市政府實(shí)施了東片區(qū)暨“三湖”生態(tài)保護(hù)水資源配置應(yīng)急工程。該應(yīng)急工程管線長(zhǎng)、揚(yáng)程高、水壓大、三級(jí)泵站聯(lián)動(dòng)技術(shù)要求高、水量分配點(diǎn)多面廣、整體運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制難度突出，輸水系統(tǒng)由于流量巨大，而運(yùn)行控制的難點(diǎn)則在于對(duì)水擊和管道內(nèi)氣體的控制，而大型輸調(diào)水工程一般多采用多級(jí)離心泵，且對(duì)管道敷設(shè)坡度無(wú)要求，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中當(dāng)流體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)發(fā)生改變時(shí)，對(duì)操作者水平要求極高，通常會(huì)因?yàn)椴僮鞯目炻约伴y門的快速關(guān)閉導(dǎo)致流速極具變化，最終產(chǎn)生水錘等，給設(shè)備帶來(lái)更大的安全隱患。因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析和研究，建立具有標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)停機(jī)流程的最佳控制方式，即可降低操作人員的操作水平，同時(shí)也可提升整個(gè)系統(tǒng)的安全性，建立大型輸調(diào)水水泵操作標(biāo)準(zhǔn)流程，有助于輸調(diào)水進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。

1 大型輸調(diào)水輸送工藝

該工程由提水工程和輸水工程兩大部分組成;提水工程主要由引水管道（倒虹吸）、一、二、三級(jí)泵站、泵站提水管組成，管線總長(zhǎng)11340m（含倒虹吸），設(shè)計(jì)引水流量2.5m3/s。其中倒虹吸管長(zhǎng)5238m，管徑1.8m;泵站提水管道長(zhǎng)6102m，管徑1.2m;提水泵站由一、二、三級(jí)泵站串聯(lián)組成，泵站總提水高程范圍為1138.00m～2042.18m，幾何高差904.18m，設(shè)計(jì)引水流量2.5m3/s，每級(jí)泵站裝機(jī)臺(tái)數(shù)均為6臺(tái)，其中4臺(tái)工作，2臺(tái)備用，泵站總裝機(jī)約5.7萬(wàn)kw。在提水泵站，每臺(tái)水泵配備相應(yīng)的進(jìn)水閥、出口泵控閥、出口檢修閥以及數(shù)據(jù)成套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成了一個(gè)泵組，泵組系統(tǒng)工藝如圖1;在每個(gè)泵站出口主管配置防水錘泄放閥，當(dāng)出現(xiàn)水錘時(shí)自動(dòng)打開(kāi)泄放壓力，同時(shí)，在下一級(jí)泵站進(jìn)水口配置活塞式流量調(diào)節(jié)閥，可對(duì)上級(jí)泵站的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證各個(gè)泵站輸出的流量平衡。

輸水工程主要由輸水隧洞、輸水主管、輸水干管和輸水支管組成，設(shè)計(jì)流量2.5m3/s，輸水隧洞全長(zhǎng)3450m，輸水主管線路全長(zhǎng)34905m。輸水干管線路全長(zhǎng)20789m，輸水支管線路全長(zhǎng)80354m。

2 自動(dòng)開(kāi)停機(jī)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的試驗(yàn)采集

自動(dòng)開(kāi)機(jī)過(guò)程，首先完成手動(dòng)開(kāi)機(jī)及手動(dòng)抽水試驗(yàn)，檢查各部位運(yùn)行正常后完成手動(dòng)停機(jī);再次進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)機(jī)造壓開(kāi)閥試驗(yàn)，檢驗(yàn)泵組自動(dòng)開(kāi)機(jī)流程及泵控閥動(dòng)作邏輯、壓力變化等是否正確和正常，試驗(yàn)記錄泵組自動(dòng)開(kāi)機(jī)至穩(wěn)定工況過(guò)程的升速時(shí)間、泵控閥開(kāi)啟時(shí)間、水泵進(jìn)出口壓力、鋼管壓力、伸縮節(jié)伸縮量、止推環(huán)位移量及水泵、電動(dòng)機(jī)噪聲值的變化情況，數(shù)據(jù)記錄如表1，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，泵組自動(dòng)開(kāi)機(jī)數(shù)據(jù)分析如圖2所示。

自動(dòng)停機(jī)過(guò)程，試驗(yàn)記錄泵組自動(dòng)停機(jī)過(guò)程降速時(shí)間、泵控閥關(guān)閉時(shí)間、水泵進(jìn)、出口壓力、鋼管壓力、伸縮節(jié)伸縮量、止推環(huán)位移量及水泵、電動(dòng)機(jī)噪聲值的變化情況，數(shù)據(jù)記錄如表2，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，泵組自動(dòng)停機(jī)數(shù)據(jù)分析如圖3所示。

3 分析與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明：泵組自動(dòng)開(kāi)、停機(jī)流程正確，泵控閥開(kāi)、關(guān)邏輯功能正常，開(kāi)、關(guān)閥時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求;泵組自動(dòng)開(kāi)機(jī)至穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間約102s，泵組自動(dòng)停機(jī)至轉(zhuǎn)速為零的時(shí)間約127s;泵組啟停過(guò)程中，泵控閥伸縮節(jié)伸縮量最大為0.498mm，檢修球閥伸縮節(jié)伸縮量最大為0.139mm，水泵出口止推環(huán)最大位移量為0.054mm。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)泵站水泵自啟停進(jìn)行試驗(yàn)、記錄相關(guān)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)并形成試驗(yàn)結(jié)果，不斷優(yōu)化控制邏輯，有效提高操作水平，建立預(yù)警方案，系統(tǒng)將按照控制邏輯的標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，極大的避免了人為操作帶來(lái)的不確定性，進(jìn)一步防止水錘等危害生產(chǎn)運(yùn)行的發(fā)生，建立了輸調(diào)水領(lǐng)域的輸送技術(shù)應(yīng)用案例，為其他事故的防范提供了可實(shí)施的途徑;通過(guò)實(shí)踐證明，該試驗(yàn)數(shù)據(jù)較好的為邏輯控制提供了有力的數(shù)據(jù)支撐，并通過(guò)邏輯優(yōu)化進(jìn)一步驗(yàn)證水泵開(kāi)停機(jī)過(guò)程中采取措施的可靠性和必要性，實(shí)現(xiàn)輸調(diào)水的安全高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 賀云華.基于變頻器+PLC的給水泵控制系統(tǒng)研究[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2017，39（05）：24-26+54.

[2] 朱麗琴.基于PLC和變頻器的供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].電子世界，2018（14）：148-149.

[3] 韓延成.長(zhǎng)距離調(diào)水工程渠道輸水控制及數(shù)學(xué)模型：原理-應(yīng)用-仿真[M].中國(guó)水利水電出版社，2010.