【正文】 (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) 表44 模型泵裝置性能試驗采樣數(shù)據(jù)表（葉片角度：176。表42 模型泵裝置性能試驗采樣數(shù)據(jù)表（葉片角度：+176。五個葉片安放角度的性能，表42~表46列出了性能試驗原始數(shù)據(jù)。、2176。、+2176。測試過程中，流量保持常數(shù)，效率下降1 %確定為臨界汽蝕余量。 通過電磁感應(yīng)原理測得安裝于轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器軸上的齒輪在采樣周期T（秒）內(nèi)轉(zhuǎn)過的齒數(shù)m，在齒輪的齒數(shù)為120齒，則在采用周期時間段內(nèi)泵軸的轉(zhuǎn)速即為： （43）汽蝕試驗保持流量不變，通過封閉循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)抽真空，逐步減小系統(tǒng)壓力的方法，使泵內(nèi)發(fā)生汽蝕。本試驗臺回路系統(tǒng)容積較大，一次試驗過程中水溫變化較小。m；為模型泵裝置試驗轉(zhuǎn)速，r/min。本文所指的模型泵裝置效率為扣除機械損失轉(zhuǎn)矩后的數(shù)值，由下式計算： （42）式中，為模型泵裝置效率，%；為模型泵裝置流量，m3/s； 為模型泵裝置揚程，；為模型泵裝置輸入轉(zhuǎn)矩，N每次調(diào)整葉片安放角度后先測試空載轉(zhuǎn)矩，再充水進行性能試驗。圖42 測壓斷面布置示意圖 模型泵裝置的流量采用DN400電磁流量計測量?？偰茴^差等于兩斷面的靜壓差與動壓差的代數(shù)和： （41）式中，為靜壓差(即靜揚程)，在揚程測量系統(tǒng)的差壓變送器上兩個測管接頭位于同一水平位置時，壓差可由此差壓變送器測得，單位，再換算成；為動壓差，由流量及11與22兩斷面過水?dāng)嗝娣e計算而得，單位。從大流量到小流量依次測試15個以上的不同流量點。 測試方法采用變頻器調(diào)節(jié)模型泵試驗電機轉(zhuǎn)速，根據(jù)相似律等揚程換算（即DMnM=DPnP），模型泵試驗額定轉(zhuǎn)速為1292 r/min。%，符合中華人民共和國水利部行業(yè)標準SL1402006《水泵模型驗收試驗規(guī)程》的精度要求。表41 試驗量測系統(tǒng)主要儀器設(shè)備測量項目測量儀器設(shè)備名稱型 號工作范圍標定精度標定時間揚 程差壓變送器EJA110A0~100kPa流 量電磁流量計Emag型DN400mm轉(zhuǎn) 矩轉(zhuǎn) 速轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器ZJ100N 圖41 高精度水力機械試驗臺示意圖試驗臺可進行模型泵段（泵裝置）性能試驗、汽蝕試驗、飛逸特性試驗；水輪機工況試驗；模型泵段（泵裝置）過渡特性、內(nèi)特性試驗；可對電磁流量計進行原位校驗。試驗臺為立式封閉循環(huán)系統(tǒng)，如圖41所示。、 、臨界汽蝕余量按效率下降1%確定。4 泵裝置模型試驗 模型試驗測試內(nèi)容根據(jù)合同，泵裝置模型試驗主要有以下內(nèi)容：1）5個葉片安放角下模型泵裝置能量性能試驗；2）各葉片角度特征揚程下的模型泵裝置汽蝕試驗；3）模型泵裝置的進口淹沒深度試驗；4）模型泵裝置飛逸特性試驗；5）不同開起角度下拍門阻力損失試驗。葉輪室設(shè)有機玻璃觀察窗，以利觀察葉片的汽蝕狀態(tài)。模型泵葉輪直徑300mm，葉片數(shù)為3。3 模型裝置實驗數(shù)據(jù) 臨洪東站流道模型裝置在上海勘測設(shè)計研究院提供的臨洪東站改造總體方案的基礎(chǔ)上確定進、出水流道模型尺寸，模型比采用，進、出水流道模型如圖21所示。TJ04ZL22水力模型曲線根據(jù)相似定律進行模型換算：20+2+4+620+2+4+620+2+4+6 二：TJ04ZL23該水泵模型設(shè)計流量為310L/s。根據(jù)泵型選擇設(shè)計原則結(jié)合以往類似工程設(shè)計運行經(jīng)驗，選用揚州大學(xué)泵裝置水利模型。但是臨洪東泵站是改建泵站，原有機組12臺套，不在改建計劃之內(nèi)，所以仍取12臺套機組設(shè)計，單機流量為25。 《泵站設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：機組臺數(shù)以3~9臺為宜。注4：10年一遇高水位，為了安全。注2：100年一遇設(shè)計洪水位，為了安全。2 水利機械 連云港臨洪東抽水站為排澇泵站設(shè)計總流量300，單向運行。2008年該站已列入國家拉動內(nèi)需第一批泵站改造項目。排澇標準為五年一遇，是目前我國單站裝機容量最大的軸流泵站。臨洪東站是治淮工程沂沭泗洪水東調(diào)南下主體工程之一，承擔(dān)薔薇河流域1054km2的內(nèi)澇強排任務(wù)，是確保連云港市區(qū)及東隴海鐵路防洪安全的關(guān)鍵工程。水力機械和金屬結(jié)構(gòu)1 概況連云港市臨洪東站位于連云港市北郊9km處310國道北側(cè)。1978年經(jīng)淮委批準動工興建，1980年停緩建，1992年經(jīng)淮委批準續(xù)建，2000年通過工程竣工驗收交付使用。臨洪東站備有110kV、40000kVA的專用變電所，站內(nèi)裝備ZL307型軸流泵配TDL300040/3250同步電動機共12臺套，電動機功率3000kW，設(shè)計抽排能力300m3/s，最大抽排能力360 m3/s，總裝機容量36000kW。由于該泵站12臺機均為上世紀70年代末、80年代初產(chǎn)品，老化陳舊，難以適應(yīng)地方社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。本次改造將12臺主水泵、主電機和輔助系統(tǒng)全部更新。,表11 　泵站特征水位表 單位：m工況排澇工況位置下游上游最高運行水位 設(shè)計水位 最低運行水位表12 　泵站特征揚程表 單位：m運 行 工 況水 位 組 合凈揚程(m)下游側(cè)(m)上游側(cè)(m)排澇最高凈揚程（注1）（注2）設(shè)計凈揚程（注3）（注4）最低凈揚程//（注5）注1：下游通入黃海，按海平面水位基本不變考慮。注3：關(guān)閘水位（下游控制啟用水位），為了安全。注5：最低凈揚程按平水開機組合。機組臺數(shù)少，運行調(diào)度不靈活；機組臺數(shù)過多，泵房尺寸較大，土建工程量大，機電設(shè)備造價較高。 該泵站原有的泵房不需要改建，保留原有的前后出水池以及進出水流道，型式不變，仍為立式機組，選立式泵機組。 一：TJ04ZL22 該水泵模型設(shè)計流量為375L/s。TJ04ZL23水力模型曲線根據(jù)相似定律進行模型換算：420+2+4420+2+4420+2+4考慮到水泵nD值要小于235，所以TJ04ZB23轉(zhuǎn)速選用1290r/min,根據(jù)模型泵和原型泵nD值相等考慮，原型泵的轉(zhuǎn)速為n=125r/min,直徑D=3100mm。圖21 模型泵裝置示意圖采用TJ04ZL23水力模型進行泵模型裝置模型試驗。原型泵葉輪直徑3100mm，因此模型比為：葉輪室采用中開結(jié)構(gòu)，以利拆裝及葉片角度調(diào)節(jié)。進水流道、出水流道均采用鋼板焊接，并在進水流道設(shè)計了2對觀察窗，以觀察流道內(nèi)的流態(tài)。每個葉片安放角的能量性能試驗點不少于15點，汽蝕試驗點不少于10點。 模型試驗系統(tǒng)及測試方法模型試驗在揚州大學(xué)江蘇省水利動力工程重點實驗室的高精度水力機械試驗臺上進行。 m， m， m管道，整個系統(tǒng)水體積為50 m3。本次試驗量測系統(tǒng)主要儀器設(shè)備見表41。m數(shù)字式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速演算顯示儀TS800B汽蝕余量絕對壓力變送器EJA3100~130kPa試驗臺于2001年9月通過由江蘇省科技廳組織的鑒定，效率測試系統(tǒng)綜合誤差為177。該試驗臺2004年通過國家計量論證，2009年9月通過復(fù)查評審。試驗方法按照GB321589和SL 1402006執(zhí)行。進口測壓斷面設(shè)置在進水箱11位置，出口測壓斷面設(shè)在壓力水箱22位置（如圖42所示），裝置揚程H等于11和22兩斷面的總能頭差（即相應(yīng)于原型泵站的上下游水位差）。由于11和22兩斷面過水?dāng)嗝娣e足夠大而且相近，因此，動壓差忽略不計。模型泵裝置機械損失轉(zhuǎn)矩主要由軸承與軸封摩擦損失等造成，在機組無水運轉(zhuǎn)時測出。泵軸的轉(zhuǎn)速和輸入轉(zhuǎn)矩，由安裝于驅(qū)動電機和水泵軸之間的ZJ型轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器直接測得。m；為模型泵裝置機械損失轉(zhuǎn)矩，N當(dāng)水溫變化較大時，應(yīng)按實測水溫修正密度。試驗水溫以開機后穩(wěn)定運行二十分鐘后的實測水溫取值，并認為一次試驗過程中系統(tǒng)水溫為恒定。不同系統(tǒng)壓力下的汽蝕余量值由下式計算： （44）式中，為汽蝕余量，單位m；Pav為裝置進口測壓點的絕對壓強，由絕對壓力變送器測得，單位Pa；Pv為試驗水溫下水的飽和蒸汽壓強，Pa；h為絕對壓力變送器高于泵葉片旋轉(zhuǎn)中心線與葉輪外殼交點的高度值，單位m。模型試驗測試了+4176。、0176。、4176。根據(jù)試驗結(jié)果整理得到模型泵裝置通用性能曲線見圖43（轉(zhuǎn)速1292 r/min，葉輪直徑300 mm）。）序號 流量(l/s) 揚程(m) 軸功率(kW) 效率(%)(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) 表43 模型泵裝置性能試驗采樣數(shù)據(jù)表（葉片角度：+176。）序號 流量(l/s) 揚程(m) 軸功率(kW) 效率(%)(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) 表45 模型泵裝置性能試驗采樣數(shù)據(jù)表（葉片角度：176。）