水力計(jì)算在供水工作中的應(yīng)用

水力計(jì)算在供水工作中的應(yīng)用對(duì)于特定的給水泵站和供水系統(tǒng)，經(jīng)常能利用在線儀表顯示水泵機(jī)組的各種參數(shù)，如壓力、水泵工作電流、水位等儀表顯示數(shù)據(jù)來(lái)反映水泵的工作狀態(tài)，以此作為負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)人員對(duì)水泵機(jī)組工作狀態(tài)的調(diào)整及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的分析依據(jù)，并能使我們通過(guò)一定的水力計(jì)算確定系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)是否正常，水泵是否在工作點(diǎn)上工作。根據(jù)水泵運(yùn)行的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)來(lái)評(píng)價(jià)我們供水系統(tǒng)日常能夠遇到的相關(guān)問題，并提供相應(yīng)解決依據(jù)。結(jié)合我公司供水系統(tǒng)情況，對(duì)以下幾個(gè)方面應(yīng)用用途進(jìn)行探討：評(píng)價(jià)水泵實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)是否在設(shè)計(jì)工作點(diǎn)上，實(shí)際運(yùn)行效率的情況；校核管道輸水能力，是否處于經(jīng)濟(jì)流速范圍，為以后長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃提供依據(jù)等；突發(fā)性系統(tǒng)故障狀態(tài)分析，故障點(diǎn)的大致區(qū)段估算；下面以我公司廠區(qū)水泵房廠區(qū)生活給水泵及系統(tǒng)為例就以上問題進(jìn)行分析說(shuō)明：我公司廠區(qū)水泵房廠區(qū)生活給水泵共有兩臺(tái)水泵，承擔(dān)生產(chǎn)區(qū)的日常生活、消防和生產(chǎn)輔助性供水工作，結(jié)構(gòu)形式為分段式多級(jí)離心泵，共計(jì)兩臺(tái)，工作模式為一開一備，主要參數(shù)如下：①設(shè)備型號(hào)：DA1----150*6水泵流量：126-162-180m3/h揚(yáng)程：182-164-148m轉(zhuǎn)數(shù)：2950r/min電機(jī)功率：110KW效率：68.6-76.6-76.8%②給水系統(tǒng)主要參數(shù)：管網(wǎng)形式：網(wǎng)前輸水設(shè)置高位調(diào)節(jié)水池，與水泵房水池高程差約為65米；輸水管徑：DN150輸水管最長(zhǎng)：約1850延長(zhǎng)米評(píng)價(jià)水泵實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)是否在設(shè)計(jì)工作點(diǎn)上列舉一個(gè)一般工況：某日抄得生產(chǎn)班組日?qǐng)?bào)表情況水泵出口壓力：1.45Mpa當(dāng)日工作電流：158A當(dāng)日工作電壓：400V當(dāng)日功率因數(shù)：0.92依據(jù)上述生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表數(shù)據(jù)我們先計(jì)算水泵的實(shí)際流量：根據(jù)電功率計(jì)算公式：P=1.732*UICOS①式該工作狀態(tài)電機(jī)的實(shí)際輸出功率為Pj=1.732*UICOS=1.732*400*158*0.92=100.705.KW<110KW，未超出額定負(fù)載現(xiàn)在通過(guò)水泵的軸功率計(jì)算水泵的工作流量：水泵軸功率查資料1計(jì)算公式：N=KγQH/102η②式γ-----水的容重（kg/m3）Q------水泵的流量（m3/s）H------水泵的總揚(yáng)程（m）η------水泵的效率（本例差水泵樣本取76.8）K------動(dòng)力機(jī)的超負(fù)荷安全系數(shù)(本例取1.08)我們可以推得水泵的實(shí)際工作流量為：設(shè)定電機(jī)輸出有效軸功全部傳給泵軸，即Pj=Nj=100.705KW，忽略泵吸水管阻力損失，認(rèn)為壓力讀數(shù)約等于水泵的實(shí)際工作總揚(yáng)程，選定水泵樣本性能曲線最高效率點(diǎn)η推定工作點(diǎn)流量。Q=102Nη/KγH=102*100.705*0.768/1.08*1000*145=0.05m3/s=180m3/h通過(guò)計(jì)算，該泵的實(shí)際運(yùn)行工況基本處于水泵樣本性能曲線推薦的流量范圍內(nèi)，實(shí)際運(yùn)行工況符合設(shè)計(jì)要求。管道的輸水能力校核通過(guò)對(duì)工作流量的校核計(jì)算，我們可以利用水利計(jì)算公式評(píng)價(jià)管道的輸水能力及流速范圍是否符合國(guó)家推薦的經(jīng)濟(jì)流速范圍。依據(jù)公式Q=πD2V/4得到Vj=4Q/πD2③式Vj=4*0.05/3.14*0.152=2.83m/s查資料2管道直徑D=100∽350mm時(shí)，經(jīng)濟(jì)流速Ve取0.5∽1.1m/s；Vj遠(yuǎn)大于Ve，說(shuō)明該管道輸水能力不符合經(jīng)濟(jì)流速范圍，應(yīng)考慮遠(yuǎn)期進(jìn)行加大增容。突發(fā)性系統(tǒng)故障狀態(tài)分析，推斷故障點(diǎn)的大致區(qū)段應(yīng)用水利計(jì)算我們還可以推斷事故運(yùn)行狀態(tài)，為排除故障點(diǎn)提供依據(jù)。水泵工作揚(yáng)程與管道阻力關(guān)系計(jì)算查資料1可知：Hp=H0+KAQ2L④式Hp-------水泵工作總揚(yáng)程H0--------高位水池與水泵房水池地形標(biāo)高差ε------管網(wǎng)沿程、局部水頭阻力組合系數(shù)，取1.1A-------管網(wǎng)沿程損失比阻（A=0.001736/D5.3，本例A=40.39）Q-------管網(wǎng)輸送流量L-------管道總延長(zhǎng)長(zhǎng)度假定某日，管道在L1段發(fā)生泄露，引起泵房壓力表指示下降為Hp，同時(shí)水泵工作電流上升至I1。為便于計(jì)算，忽略假定條件同上，我們可以大致推斷出L1的位置。這里L(fēng)1為故障段漏水點(diǎn)距水泵房的管段距離，Q1為故障段漏水點(diǎn)泄漏量；L2為故障段漏水點(diǎn)距高位水池的管段距離，Q2泄漏后進(jìn)入高位水池的剩余水量，于是，推理過(guò)程如下：通過(guò)①式、②式計(jì)算出事故狀態(tài)下水泵的工作流量QpQp=102Nη/KγHp⑤式則，事故狀態(tài)下管段的水利關(guān)系式為：Hp=H0+εAQ12L1+εAQ22L2⑥式由⑥式我們可以解出L1L1=（Hp-H0）/εA（Q12—Q22）—Q22L/（Q12—Q22）⑦式在這里，Qp=Q1+Q2，L=L1+L2，于是，我們可以推得以下結(jié)果：L1=（Hp-H0）/εA(2QpQ1—Qp2)—(Qp-Q1)2L/（2QpQ1—Qp2）⑧式泄漏后進(jìn)入高位水池的剩余水量Q2，我們可以通過(guò)高位水池的水位變化，利用秒表間接計(jì)算出，這樣，利用⑧式我們就可以推算出泄漏點(diǎn)的大體位置及泄漏量Q1，結(jié)果算出來(lái)，就可以指導(dǎo)安排維修人員進(jìn)行巡找泄漏點(diǎn)，縮短查找難度，及時(shí)組織修理和故障排除故障。例如某日輸水管段發(fā)生異常工況，故障揚(yáng)程Hp=130m，流量計(jì)算得Qp=220m3/h==0.061m3/s，進(jìn)入高位水池的剩余水量間接計(jì)算出Q2=160m3/h=0.0