【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22兩斷面過水斷面積計算而得，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（即相應于原型泵站的上下游水位差）。由于11和22兩斷面過水斷面積足夠大而且相近，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當水溫變化較大時，應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。）