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水泵知识

水泵联合运行优化模型

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     在城市供水系统中,直接向管网送水的泵站一般采用多台水泵联合工作,通过泵站出水管上的公共节点向管网送水。泵站内各水泵联合运行时工况必须满足公共节点处即管网中用户的水量、扬程要求。为满足管网的水量、扬程要求,要以电耗最低为目标,调节泵站内水泵转速。转速越小,其电能消耗越少,水泵调节范围应在最小转速与额定转速之间,但实际运行中,转速较小时的水泵工作效率反而降低。为保证水泵工作效率,实际运行中可取水泵额定nH转速的40%o
    当泵站多台水泵联合运行时,考虑投资、运行管理等因素,一般只对其中几台水泵进行变速调节,可利用计算机求出电耗最低时水泵联合运行的优化组合方式。假定泵站内有多台同型号水泵联合工作,对其中b台进行变速调节,组成M—b台恒速水泵和b台调速水泵联合运行系统。现对该系统在满足管网流量和扬程的需求下,计算确定调速水泵的转速和多台运行的运行工况。
    设管网所需水量Q和压力HG,此时恒速水泵供水量Q,及单台恒速水泵的流量Qn为:
Qr=(M-b)[(H0-Hc)/S0]0.5
Qm=QF/(M-b)
式中风为闭闸启动时水泵扬程;风为管网压力;So为水泵阻耗。
    根据多台水泵并联运行流量叠加原理,b台调速水泵供水量QT及每台供水量Q砸为:
Qr=Q-Qf=Q-(M-b)[(H0-Hc)/S0]0.5
Qn=Qr/b
则,需调速水泵的调节转速nT为:
nr=nN[(H0+S0Q2n0/H0)
    泵站功率消耗为(M—b)台恒速水泵与b台调速水泵运行功率消耗之和。
    以上公式为多台水泵联合运行的优化模型。在泵站实际运行中,可按上述理论,以功率消耗N为目标函数,以管网某时段的需水量、压力和水泵允许的调速范围为约束条件,编制和相应计算程序,利用计算机计算出功率消耗最低时的水泵运行台数和需调速水泵的调节转数。

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