泵站调速改造方案的确定.doc

泵站调速改造方案的确定.doc摘要木文从量的角度——泉站年费用对泉站调速改造方案确定进行了研究,编制了调速改造方案确定的计算机辅助设计程序,并用动态经济的方法建立了泉站运行功率最小为目标的泉站经济运行的数学模型,且对模型求解。关键词泉站调速年费用1引言泉站调速供水因其具有良好的节能效果而越来越得到广泛应用,一些无调速泉的泉站也已经或准备进行调速改造。但是,有些泉站在调速改造后,其节能效果不明显,调速设备投资成本|门|收年限较长,并没有达到预期的效果。究其原因,除运行方面外,主要是调速改造方案不合理。因此泉站在调速改造时一定要对方案的可行性及最佳调速泵台数进行研究。国内有一些文章比较提侣“两台泉调速”的观点,但只作了定性的讨论[1]。本文试图用计算机从量的角度对调速改造方案可行性和调速泉台数确定进行研究。•况与供水对象所需工况一致,从而最大限度地减少剩余水头,节约电能。其节能原理如图1所示。BOCO为额定转速时水泵的性能曲线,DE为管路特性曲线,当需水量为Q0时,供水对象所需工况在A点,但水泵运行扬程在A1点,造成AA1段剩余水头。如果水泵调速运行,水泵的转速变化,其特性曲线相应变为B1C1,B2C2......,,在这些曲线中总可以找到一条恰好通过A点。这样AA1-0,节约了能量。另外,除节能外,同时调速供水还能满足区域水量水压要求,保持管网压力稳定,减少爆管事故,降低漏水率等。,求得改造前的泉站年费用F0及拟采用的各种调速改造方案的年费用Fi,如果Fi<FO (1)则泵站可以进行调速改造,Fi中最小的方案即为最佳调速改造方案。否则该泉站调速改造方案不可行。。大量的实践表明,泉在额定转速下,它的Q-H、Q-N曲线可以用多项式表示[2]。一般泵站在运行一段时间后,水泵特性曲线与原样本曲线有些偏差。这里,可以通过实测若干个水泵工况点,通过最小二乘法进行曲线拟合,获得水泉各性能曲线方程:研究表明,取m=4具有足够的精度。,那么,由动态经济分析方法,其年费用可用下式求得[3]:泵站年费用,元Nduty—泉站年运行供水分级数Ti——第i级供水全年运行时间,hNi——泵站第i级供水全年运行的总功率, 电费单价,元/kwhr一■斤现率n——调速设备投资偿还年限,年k——调速设备年维修费率,由泵站的技术力量而定,一般5%-10%C——调速设备投资,元。改造前,c=o°显然,对于一个具体泉站的技改项目,除Ni外,其余的变量值皆易求得。下面重点介绍Ni的求法。,显然,对于同一级供水工况(Qi,Hi),,泉站的总能耗不同。能耗最小的开机方案既是泵站在该分级下的最优运行方案。事实上这是泉站的优化运行问题。可以建立如下数学模型:⑴目标函数其中Num 泉站内水泉台数Ni,j 第i种型号第j台水泵的轴功率,kwo对定速泵,Ni,j是Qi,j的函数;对调速泵,Ni,j是Qi,j和转速nj的函数Qi,j——