超驼峰工况下轴流泵站事故停泵防护方案寻优

发布时间：2021-07-26 23:48

　　针对带虹吸式出水流道的轴流泵站超驼峰工况下事故停泵防护问题,基于瞬变流基本理论,以闸门总关闭时间、闸门快关行程和快关时间为决策变量,以最大倒转转速、最大倒流流量、最大水锤压力和最小水锤压力为评估目标,建立多目标水锤防护措施优化模型,并采用混沌-粒子群算法进行求解.研究表明,相对于标准粒子群算法,混沌粒子群算法粒子多样性强、寻优能力高、算法稳定性好,有效提升了两阶段关闸水锤防护效果;多次寻优结果表明两阶段关闸中,第一阶段关闸速度和关闸角度对倒转转速、倒流流量等指标影响较大,而关闸规律和闸门流量系数对最大水锤压力影响较大;当泵站最大超驼峰水位小于2 m时,采用"14 s快关行程66%,104 s慢关行程34%"的策略可以有效防护事故停泵水锤. 

【文章来源】：排灌机械工程学报. 2020,38(10)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

目标函数值收敛曲线

运用改进前后2种算法对优化模型进行计算，得到的闸门2阶段关闭规律如图2所示，图中δ为阀门关闭进度．优化所得的2种关闭规律均为先快关大角度，后慢关小角度，符合实际工程规律[5]，初步表明应用智能算法对文中所提的优化模型进行优化计算是可行的．一般在实际工程中，常采用试算法寻找最优关闭规律，当试算结果符合水泵水锤防护规范要求即视为最优算法．文中采用试算法获得的闸门关闭规律为“120 s全关，快关20 s，快关行程60%”，并将其与智能优化算法下的最优关闭规律进行对比，分析事故停泵下水力过渡过程特性，特别是关阀规律对水锤的影响．图3,4,5分别展示了线性关闭闸门(120 s全关，规律1)、试算所得相对较优关闭规律(规律2)、标准粒子群算法最优关闸规律(规律3)以及混沌粒子群算法最优关闸规律(规律4)下压力h、流量q、转速n等波动过程及特征值．

分析图3—5，相较于规律1和规律2以及规律3，使用混沌粒子群算法优化得到的2阶段直线关闭规律4，最大倒流流量与最大倒转转速均有明显的下降，分别为额定值的0.93倍和0.75倍．与其他2种规律相比，算法优化所得2阶段关闭规律停泵过渡过程水锤压力最大值最小，过渡过程中压力变化较为稳定，安全裕量更大．图4 流量变化曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模拟退火算法的水轮机导叶分段关闭规律优化[J]. 周天驰,张健,俞晓东,储善鹏.  排灌机械工程学报. 2018(04)
[2]立式混流泵站停泵两阶段关阀过渡过程分析[J]. 薛宏林,张驰,李彦军,谢山峰.  排灌机械工程学报. 2015(11)
[3]基于Flowmaster的核电站循环冷却水系统泵出口阀关闭规律优化研究[J]. 张正楼,张献娟,刘玉璐.  给水排水. 2015(02)
[4]压力流输水系统中缓闭式液控蝶阀关闭规律研究[J]. 刘奕朗,高学平,蒋琳琳.  水资源与水工程学报. 2012(06)
[5]长距离输水系统停泵水锤的数值模拟[J]. 王文全,张立翔,闫妍,曾云.  农业机械学报. 2010(11)



本文编号：3304617