基于不同机组并联组合特性的取水泵站优化配置与运行的研究

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1、独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名毛埘日期：矽尸、／≯t∥学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学位保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库

2、进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在年解密后适用本授权书。不保密囱。学位论文作者签名：屯叶枷fe年陟具蜘指导教师签名：多另占久叫。年陟其谬B／／／l-l／I／I／／．I／／／。ll／ll／Jll／f／／7／／ll／16l／／I／14／ll／15／／／／ll／基于不同机组并联组合特性的取水泵站优化配置与运行的研究Researchonwatersupplypumpstationoptimalconfigurationandoperationbasedontheparallelcombinatori

3、alcharacterofdifferentunit指导教师2010年12月江苏大学硕士学位论文摘要水泵配置是泵站工程设计中的重要问题，配置合理与否，直接关系到泵站工程的投资、建成后的运行费用。水泵机组的优化运行是实现泵站经济运行的另一重要方面，现有泵站主要采用阀门调节方式运行、相同型号水泵机组单调速运行或者相同型号水泵全调速方式运行。针对已建泵站传统配置方案所选水泵运行能耗浪费严重的现状，本文以某取水泵站为工程背景，以泵站机组轴功率最小为目标函数建立泵站优化运行模型，利用遗传算法对不同种优化配置方案进行了能耗计算，并结合黄金分割法对相同型号配置

4、的单变频调速方案最佳过渡泵配置型号进行了仿真计算，用来确定单变频调速方案的最佳配置。对加过渡泵的单调速方案、不加过渡泵的双调速方案和全调速方案进行能耗和经济对比分析，确定最适合泵站的配置方案，用来指导水泵的配置。然后分析了传统水泵配置方法存在能耗浪费的不足，提出了基于三个工况点的取水泵站优化配置模型，开展了泵站优化运行与三工况点配置方法的初步研究。具体做了以下几方面的工作：1．根据并联水泵等扬程下流量叠加原理和水泵变频调速节能原理，提出了泵站水泵机组并联运行特性方程。根据供水变化规律，利用变频调速技术和建立的并联运行特性方程，实现完全通过改变水泵

5、的特性来达到系统高效运行的目的。2．对相同型号配置的单变频调速方案，利用黄金分割法确定其最佳过渡泵配置型号。仿真实验分析结果表明，过渡泵额定流量为原配置水泵额定流量的0．6倍较为合理。3．对加过渡泵的单调速方案、不加过渡泵的双调速方案和全调速方案进行能耗对比，结果表明：加过渡泵的单调速方案随流量消耗的总轴功率略高于另外两种方案，而全调速方案随流量消耗的总轴功率最小；而经济分析结果表明：加过渡泵的单调速优化调度方案的额外投资和投资回收期与其他两种方案相比具有显著的优势。综合分析表明，加过渡泵的单调速优化调度方案是实现泵站的优化运行的重要途径。4．建

6、立了基于三个工况点的取水泵站优化配置模型，用来指导取水泵站建设或改造时配置方案的选取。三工况点选泵分析法的特点是：根据三个工况点选基于不同机组并联组合特性的取水泵站优化配置与运行的研究泵———枯水位、常水位、洪水位，因常水位出现几率最高，故将常水位所确定的扬程和流量作为设计点，并使枯水位工况和洪水位工况尽量处于水泵高效运行范围内。当水泵在枯水位或洪水位运行时，采用增减水泵运行台数和变频调速运行来满足要求。由于单变频调速方案具有投资少、节能效果好的优点，因此，在确定配置方案时可取相同的水泵型号，然后由建立的取水泵站优化配置模型确定出所有符合要求的水

7、泵型号，采用单变频调速，然后在选择好的水泵中增加一台额定流量为其0．6倍的过渡泵来减小调速泵的调速比，据此确定出所有的可行方案，然后求解各可行方案的年运行总功率，并选出轴功率最小者作为最佳方案。关键词：水泵，优化运行，配置，经济，工况点U江苏大学硕士学位论文ABSTRACTPumpconfigurationisveryimportantforpumpstationconstructionandoperation．Whetheritisappropriatematterstheinvestmentofpumpstationprojectandope

8、rationcostaftercompletion．Optimizingoperationofpumpunitsisanotherimp