10,2.進(jìn)出水流道10.2 2.有關(guān)試驗(yàn)研究表明.進(jìn)水流道的設(shè)計(jì) 主要問題是要保證其出口流速和壓力分布比較均勻.為此,要求進(jìn)水流道型線平順、各斷面面積沿程變化均勻合理,且進(jìn)口斷面處流速宜控制不大于1.0m,s,以減小水力損失,為水泵運(yùn)行提供良好的水流條件.5。有關(guān)試驗(yàn)資料表明 在水泵葉片安裝角相同的情況下。無論是肘形進(jìn)水流道或鐘形進(jìn)水流道.當(dāng)進(jìn)口上緣,頂板延長線與進(jìn)口斷面的延長線的交點(diǎn) 的淹沒水深大于0、35m時(shí) 基本上未出現(xiàn)局部漩渦,當(dāng)淹沒水深在0、2m 0。3m時(shí) 流道進(jìn)口水面產(chǎn)生時(shí)隱時(shí)現(xiàn)的漩渦.有時(shí)渦帶還伸入流道進(jìn)口內(nèi) 但此時(shí)對(duì)水泵性能的影響并不大,機(jī)組仍能正常運(yùn)行、當(dāng)淹沒水深在0 1m,0.18m時(shí).進(jìn)口水面漩渦出現(xiàn)頻繁.當(dāng)淹沒水深為0、06m時(shí)、漩渦劇烈、并夾帶大量空氣進(jìn)入流道,致使水泵運(yùn)行不穩(wěn),噪聲嚴(yán)重、因此,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)水流道進(jìn)口上緣的最小淹沒水深為0.5m,即應(yīng)淹沒在進(jìn)水池最低運(yùn)行水位以下至少0 5m 10 2,3,肘形進(jìn)水流道是目前國內(nèi)外采用最廣泛的一種流道形式,如國內(nèi)的兩座大型軸流泵站 水泵葉輪直徑分別為4 5m和4,0m、配套電動(dòng)機(jī)功率分別為5000kW和6000kW.都是采用這種流道形式、經(jīng)多年運(yùn)行檢驗(yàn)、情況良好.泵站肘形進(jìn)水流道形狀見圖4、我國部分泵站肘形進(jìn)水流道的設(shè)計(jì)成果.有些經(jīng)過裝置試驗(yàn)驗(yàn)證,見表12、表13。由表13可知 多數(shù)泵站肘形進(jìn)水流道H,D,1.5 2、2,B,D、2 0.2 5 L,D、3,5。4,0,hk D,0 8,1.0、R0,D、0,8,1,0.D為水泵葉輪直徑 由于肘形進(jìn)水流道是逐漸收縮的,流道內(nèi)的水流狀態(tài)較好、水力損失較小、但不足之處是其底面高程比水泵葉輪中心線高程低得較多.造成泵房底板高程較低 致使泵房地基開挖較深,需增加一定的工程投資 進(jìn)水流道的進(jìn)口段底面一般宜做成平底、為了抬高進(jìn)水池和前池的底部高程 降低其兩岸翼墻的高度.減少地基土石方開挖量和混凝土工程量,亦可將進(jìn)水流道進(jìn)口段底面向進(jìn)口方向上翹 即做成斜坡面形式 根據(jù)我國部分泵站的工程實(shí)踐 除有些泵站進(jìn)水流道進(jìn)口段底面做成平底外.多數(shù)泵站進(jìn)水流道的進(jìn)口段底面上翹采用7。11,見表13.因此,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)水流道進(jìn)口段底面上翹角不宜大于12.關(guān)于進(jìn)口段頂板仰角,我國多數(shù)泵站的進(jìn)水流道采用20、28。也有個(gè)別泵站采用32 見表13,因此,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)水流道進(jìn)口段頂板仰角不宜大于30 鐘形進(jìn)水流道也是一種較好的流道形式 根據(jù)國內(nèi)采用鐘形進(jìn)水流道的泵站裝置試驗(yàn)資料 與肘形進(jìn)水流道相比,鐘形進(jìn)水流道的平面寬度較大,B.D值一般為2,5、2、8。而高度較小、H,D值一般為1,1、1,4。這樣可提高泵房底板高程,減少泵房地基開挖深度,機(jī)組段間需填充的混凝土量也較少、因而可節(jié)省一定的工程量,泵站鐘形進(jìn)水流道形狀見圖5、圖中、D1,D.0 97,H.D,1,1,1.4 B。D.2.5 2 8 L。D大于3,5.DL。D,1,4.hk,D.0.4,D為水泵葉輪直徑,簸箕形進(jìn)水流道降低了進(jìn)水流道的高度、靠近葉輪處收縮量大、流道形狀見圖6,簸箕形進(jìn)水流道的進(jìn)口段尺寸與鐘形進(jìn)水流道比較接近。但對(duì)寬度的要求沒有鐘形進(jìn)水流道那樣嚴(yán)格.不易產(chǎn)生渦帶,圖6中標(biāo)注的尺寸為美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSI.HI,9,8 2012,Rotodynamic,pumps。for,pump.intake design、中推薦的.Stork。type。FSI,即簸箕形進(jìn)水流道的吸水室尺寸,供設(shè)計(jì)參考。根據(jù)試驗(yàn)研究。簸箕形進(jìn)水流道的寬度較肘形進(jìn)水流道的大.是為了方便一部分水流繞至喇叭口兩側(cè)及后部進(jìn)入喇叭管,但簸箕形進(jìn)水流道寬度比鐘形進(jìn)水流道小、是因?yàn)榱鞯纼?nèi)部不像鐘形流道那樣容易產(chǎn)生渦帶 簸箕形進(jìn)水流道的吸水室中宜設(shè)中隔板,一是為了泵站結(jié)構(gòu)方面的需要 二是為了阻隔可能發(fā)生的水下渦帶 中隔板的厚度對(duì)水流有一定的影響 但從防渦的角度來看.對(duì)中隔板的厚度沒有特殊的要求,因此.在施工條件允許的情況下盡可能減薄 各種進(jìn)水流道的主要尺寸需根據(jù)水泵的結(jié)構(gòu)和外形尺寸、結(jié)合泵房布置確定,應(yīng)用于小型泵站時(shí) 還應(yīng)考慮施工的方便性.10,2.5 出水流道布置對(duì)泵站的裝置效率影響較大,因此流道的型線變化應(yīng)比較均勻,為了減少水力損失,出口流速應(yīng)控制在1,5m.s以下 當(dāng)出口裝有拍門時(shí).可控制在2。0m,s,如果水泵出水室出口處流速過大。宜在其后面直至出水流道出口設(shè)置擴(kuò)散段、以降低流速.擴(kuò)散段的當(dāng)量擴(kuò)散角不宜過大.一般取8 12.較為合適。4,由于大中型泵站機(jī)組功率較大.如出水流道的水力損失稍有增大。將使電能有較多的消耗,因此常將出水流道的出口上緣 頂板延長線與出口斷面的延長線的交點(diǎn),淹沒在出水池最低運(yùn)行水位以下0、3m 0 5m、7。當(dāng)流道寬度較大時(shí).為了減小出口拍門或快速閘門的跨度.常在流道中間設(shè)置隔水墩、有關(guān)試驗(yàn)資料表明、如果中隔墩布置不當(dāng) 將影響分流效果。使出流分配不均勻、增加出水流道的水力損失 因此.中隔墩起點(diǎn)位置距水泵出水室宜遠(yuǎn)一點(diǎn),待至水泵出流流速較均勻處再分隔為好,一般中隔墩起點(diǎn)位置與機(jī)組中心線距離不應(yīng)小于水泵出口直徑的2倍,10,2.6 泵站的斷流方式主要有拍門斷流.快速閘門斷流,止回.蝶,閥斷流。虹吸管配真空破壞閥斷流等多種、應(yīng)根據(jù)出水流道.管道、布置。出水池的水位變幅、水泵機(jī)型。泵站揚(yáng)程等因素、經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定,10,2,7,直管式出水流道進(jìn)口與水泵出水室相連、然后沿水平方向或向上傾斜至出水池。為了便于機(jī)組啟動(dòng)和排除管內(nèi)空氣,在流道出口常采用拍門或快速閘門斷流.并在門后管道較高處設(shè)置通氣孔,以減少水流脈動(dòng)壓力、機(jī)組停機(jī)時(shí)還可向流道內(nèi)補(bǔ)氣,避免流道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓、減少關(guān)閉拍門時(shí)的撞擊力,改善流道和拍門的工作條件、10 2,8 虹吸式出水流道的進(jìn)口與水泵出水室相連。出口淹沒在出水池最低運(yùn)行水位以下.中間較高部位為駝峰 并略高于出水池最高運(yùn)行水位.在滿足防洪要求的前提下 出口可不設(shè)快速閘門或拍門.在正常運(yùn)行工況下。由于出水流道的虹吸作用。其頂部出現(xiàn)負(fù)壓、停機(jī)時(shí),需及時(shí)打開設(shè)在駝峰頂部的真空破壞閥,使空氣進(jìn)入流道而破壞真空,從而切斷駝峰兩側(cè)的水流 防止出水池的水向水泵倒灌.使機(jī)組很快停穩(wěn),根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、駝峰頂部的真空度一般應(yīng)限制在7m.8m水柱高,因此本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定駝峰頂部的真空度不應(yīng)超過7.5m水柱高,駝峰斷面的高度對(duì)該處的流速和壓力分布均有影響。如果高度較大,斷面處的上下壓差就會(huì)很大 工程實(shí)踐證明 在盡量減少局部水力損失的情況下,壓低駝峰斷面的高度是有好處的.一方面可加大駝峰頂部流速 使水流夾氣能力增加,并可減小該斷面處的上下壓差 另一方面可減少駝峰頂部的存氣量.便于及早形成虹吸和滿管流.而且還可減小駝峰頂部的真空度、從而增大適應(yīng)出水池水位變化的范圍.因此駝峰處斷面宜設(shè)計(jì)成扁平狀、10 2,11。根據(jù)南水北調(diào)東線一期泵站工程的研究成果,燈泡貫流泵采用燈泡后置.豎井貫流泵采用豎井前置的效率比反過來布置要高、軸伸貫流泵的軸伸前置還是后置,差別不大 斜式布置的水泵 應(yīng)用較多的是斜15、30,45.三種.