[發明專利]兩相流潛水泵疏浚系統中加壓站最優數量的確定方法

無效

• 申請號: 200810097532.6
• 申請日: 2008-05-12
• 公開（公告）號: CN101265914A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 王天成
• 申請（專利權）人: 杭州小爾機電設計有限公司
• 主分類號: F04D13/08
• 分類號: F04D13/08;F04D13/12;E02F5/28
• 代理公司: 杭州中平專利事務所有限公司
• 代理人: 翟中平

技術領域

本發明屬于水利疏浚工程領域，特別涉及兩相流潛水泵疏浚系統中加壓站最優數量的確定方法。

背景技術

由于水土流失，我國大部分地區的河流、湖泊、水庫淤積嚴重，為確保防洪安全，必須定期對河道、湖床或水庫進行疏浚。目前用于疏浚江河湖泊的裝置主要有簡易吸泥船、挖泥船、沖挖機組、兩相流潛水泵等，其中，利用兩相流潛水泵進行水力抽沙，是最常采用且快捷有效的方法。疏浚而產生的大量泥沙往往由于場地限制或環境保護的要求，要運送到適當的地點存放，也可以用于放淤固堤、填充洼地。在利用潛水泵抽沙抽沙的同時，利用管道將泥沙遠距離輸送到適當地點，是目前最常采用的方法。

中國專利CN2668704Y公開了一種用于抽送黃河泥沙的泥沙抽送裝置，如圖1所示，主要包括平臺5、泥漿泵6、主管路9和配電盤、變頻調速柜等。中國專利CN2675748Y公開了一種用于黃河泥沙遠距離輸送的加壓裝置，如圖2所示，該裝置主要包括變頻調速柜14、電動機15和泥漿泵17組成。目前，利用類似前述的泥沙抽送和加壓裝置組成的兩相流潛水泵疏浚系統，已廣泛應用于江河湖泊的疏浚工程。

兩相流潛水泵疏浚系統主要包括平臺、主管路和加壓站三大部分。平臺上一般有若干臺兩相流潛水泵并聯抽沙，根據泥漿輸送的距離和揚程的要求，一般需要若干個加壓泵站串聯增壓，加壓站主要由變頻調速柜、電動機和泥漿泵組成，加壓站均采用閉式加壓方式，即加壓泵的進出口直接聯接在泥漿管路上。該系統由于效率高，效益好，使用壽命長，運行穩定可靠，在黃河放淤固堤和江河、湖泊等水力挖沙疏浚工程中發揮了重要作用，收到了顯著的經濟效益和社會效益。

目前，在布置兩相流潛水泵疏浚系統時，只能根據施工經驗和施工慣例來大致確定加壓站的個數，往往導致系統的效率較低，輸沙能耗較高。為了進一步提高兩相流潛水泵疏浚系統的效益，有必要對系統進行優化運行，以提高系統的運行效益。由于兩相流潛水泵疏浚系統在各工地上的運行條件如泥漿的管路輸送距離、泥沙粒度、管道直徑、管道材質(鋼管或工程塑料管)等各不相同，故在系統的泵組上配備了變頻調速器，但滿足同樣輸送條件，各泵之間可以有不同的轉速配合。而泵之間不同的轉速配合所消耗的能量不同。系統運行優化的目的，是要精確確定泵的數量，并找出泵之間最佳的工作配合，使系統輸送同樣的泥沙耗能最小。其中，如何精確確定加壓站的最優數量，是系統優化的關鍵技術向題之一，也是技術難題。

發明內容

技術問題：考慮各泵的流量-揚程關系和管道的種類、直徑，以及泥沙顆粒和輸送距離等主要影響因素，通過大量的現場試驗和理論推導，提供一種精確確定加壓站最優數量的方法。

技術方案：兩相流潛水泵疏浚系統中加壓站最優數量的確定方法，每個加壓站由變頻調速柜、電動機和泥漿泵組成，所述加壓站均采用閉式加壓方式，相互之間相隔一定間距布置，根據疏浚系統輸送泥漿所需的總揚程的要求，以及疏浚平臺上的潛水泵和加壓站的泵的性能參數，確定加壓站的個數，確定的方法是：

如果H0≥Hf，則不選用加壓站；

如果H0＜Hf≤H0+H1，則選用一個加壓站；

如果H0+H1＜Hf≤H0+H1+H2，則選用兩個加壓站；

以此類推；

其中，Hf為疏浚系統輸送泥漿所需的總揚程，H0為疏浚平臺潛水泵在轉速為980轉/min的揚程，H1為一號加壓站泵在轉速為980轉/min的揚程，H2為二號加壓站泵的在轉速為980轉/min的揚程，其中H0、H1和H2都轉換為抽送漿體時的米水柱表示。

Hf＝L×i_m+h₀????????????????????(1-1)