泵站進水池不良流態(tài)及改善措施
泵站進水池不良流態(tài)及改善措施
摘要：大、中型低揚程泵站在我國分布廣泛,應用范圍廣，發(fā)揮作用大。 泵站進水池是泵站的一個重要的組成部分,進水的水力特性對水泵性能有著直接的影響,良好的進水條件可以使水泵裝置達到良好的運行狀態(tài),獲得較高的效率。如果水泵進水設(shè)計不當, 可能使水流產(chǎn)生不良流態(tài)，進而影響到泵站的運行。
關(guān)鍵詞：泵站、進水池、流態(tài)、改善措施
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一、引言
進水池是泵站重要的進水設(shè)施, 是連接泵站前池和水泵進口之間的過渡段, 其作用是進一步改善前池來流的流態(tài), 使水流平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向和加速，以盡量滿足水泵進口的設(shè)計條件，從而對水泵機組的安全高效運行產(chǎn)生影響。不良流態(tài)嚴重時將導致機組劇烈震動，影響到泵站的進水池進水流態(tài)的改善。
進水池內(nèi)的水力條件決定于池內(nèi)水流在平面和垂直面上的功量分布和流速分布。通過閘墩、
攔污柵及其它障礙物時的能量損失和流速變化，以及上游和吸水周圍發(fā)生水流旋轉(zhuǎn)的趨勢等因素。而池內(nèi)的流態(tài)又對水泵的運行效率起著重要作用。如果進水池的型式和尺寸設(shè)計不當就會產(chǎn)生旋渦或加大旋渦強度, 從而增加吸入水的挾氣量，這就破壞了水泵設(shè)計的進水先決條件使轉(zhuǎn)輪葉片進口速度環(huán)量不再是零值，而使泵組的運行效率降低。
二、進水池的不良流態(tài)分析
雖然進水池內(nèi)水力損失很小，但是流態(tài)不好，對水泵的安全運行及效率的影響很大。因為水泵是在進口水流均勻流的假設(shè)下進行設(shè)計的這就要求進水池中大部分的過流斷面特別是葉輪進口有均勻的流速分布, 渦流小到可以忽略或不致引起水流脈動。但是由于水泵吸水管的吸水作用，以及水流流過吸水管時繞流作用難免會有局部漩渦出現(xiàn), 如果進水池本身形狀、尺寸設(shè)計不當，就會產(chǎn)生漩渦或加大渦強度破壞水泵設(shè)計的先決條件；如果漩渦呈渦帶進入水泵次日造成水泵葉片通道的不平衡負荷, 引起機組振動�？諝膺M入泵內(nèi)還造成水泵流量減小、效率降低嚴重時水泵不能工作。
漩渦往往是引發(fā)振動、氣蝕和水泵效率降低的主要原因, 嚴重時將導致泵站不能正常工作。進水池中可能出現(xiàn)的旋渦, 一般分為自由表面旋渦和水中旋渦兩種, 其中表面渦對工程影響較大, 通常是關(guān)注的重點
進水池中旋渦的生成往往是因為池中存在一個或多個旋渦源, 如: 進水池或引水渠方位設(shè)置不當引起的不均勻行近水流; 存在流速梯度較大的剪切流; 沿行近水流方向設(shè)置的幾何體或障礙物引起的旋轉(zhuǎn)尾流等情況下都可能會誘發(fā)旋渦.
三、進水池的不良流態(tài)的危害
1．導致過水斷面流速分布的不均勻，降低水泵的抽水性能
2．空氣的吸入會嚴重影響水泵的效率并誘發(fā)汽蝕的產(chǎn)生。
當1%（體積比）的空氣進入泵內(nèi)時，便能引起離心泵效率下降15%；當進氣量超過10%，水泵便不能工作。
3．葉輪切割渦帶，使葉輪受力不平衡，導致水泵振動。
4．當進水池池內(nèi)漩渦方向變化時，將導致流量、揚程的減小或使電機超載造成損壞。當漩渦方向與葉輪轉(zhuǎn)向一致時：水泵的流量將降低，同時揚程減小，最終降底泵的利用率。當漩渦方向與葉輪轉(zhuǎn)向相反時：水泵的功率迅速提高，最終將導致超載。
5．進水池內(nèi)的不良流態(tài)必然導致能量損失的增加，從而引起不必要的浪費。
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四、改善進水池不良流態(tài)的措施
進水池的水流流態(tài)對導流墩的布設(shè)位置、形狀、高度等均較敏感；導流墩位置和尺寸的微小變化都會引起池內(nèi)流態(tài)的變化。要改善泵進口流場最主要的措施就是消除吸水管中心的漩渦�？梢圆扇∪缦率侄蜗械匿鰷u：
1.采取在水下設(shè)置蓋板、蓋箱，在水上蓋板上設(shè)置雙進水口、在喇叭口底部設(shè)置導流錐等手段
改善水泵的進水池流態(tài)依舊是一個值得研究探討的問題。
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