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毛一
陕西机械学院学报第卷第期
水库取水泵站优化设计探讨
煎盐栾鸿儒墨垒望好多、
陕西机械学院水资源研究所太原工业学院水利系/ \
提要调节水泵转速是水库取水泵站节能的有效方法。本文根据水库水位经常变化
的特点. 提出泵站多年平均装置最率计算方击, 以年费用最小法建立水库取水
泵站优化设计的数学模型, 给出计算方法. 并附有算例。
关键词库泵站优化设计
一一
——■一
水库具有水流速度小、泥河沉降充分、水质好的特点,所以是比较理想的供水水源。但
水库的水位是经常变化的,这就给水库取水泵站的设计带来了许多麻烦。—般水库取水泵站
,水库水位往往较
低,一旦水库水位低于设计水位,就不能保汪供水. 会影响正常的生产和生活。如果按照水
库的最低水位死水位,选择水泵机组, 水库水位上涨,泵站静扬程减小,则:泵站供水
流量增加,对于多级提水泵站, 其级问流量配合困难, 势必造成弃水; 水泵轴功率增
大, , 电机就有可能出现超载。一般都采用关
小闸阀的方法,,这样泵站效率下降幅
度大,无形中就产生了不必要的能源浪费。如某一水库取水泵站,供工业和生活用水,设计
供水流量为./,为保汪供水,原设计是根据水库的死水位,选取了七台
型多级离心泵并联运行。投入运行后,水库的水位更多的是发生在正常水位附近,正常水位
较死水位高多米,,、
『罚阀浪费的电能达多万· .
调节水泵转速,具有良好的节能效果,这已被国内外的许多实践所证实,对于静扬程经
常变化的水库取水泵站,调节水泵转速就显得更为优越。在站址、管道布置和供水流量一定
的条件下,采用调逮装置,如何根据水库水位经常变化的特点,选择水泵机组和管道才能使
泵站工程达到费省效宏的目的,是本文讨沦的主要内容。
,数学模型建立
泵站工程要达到费省效宏的目的,主要要考虑两个因素,一是工程投资,二是年耗电
费。年费用摄小是泵站工程优化设计所追求的目的, 以年费用摄小法建立水库取水泵站优化
设计的数学模型为
:一

式中,为年费用元;￡。为年耗电费元;为年生产费包括管道、水泵机组和调速设备的
原稿收到口期:年月】日责任编辑:陈洁
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水库取水泵站优化设计探讨
折旧费及维修保养费元。
年耗电费￡,的确定
泵站的年耗电费
× × . .× ~
￡‘。——
。蛄叩站
式中,为水的密度/:为多年平均提水时间:为供水流量/;.为泵
站多年平均静扬程; 为多年平均泵站效率:为电价元/ ..

上式中、、、对某—泵站均为常量· 关键是要确定和。
.
. 的确定·
水库水位是经常变化的,在取水泵站出水池水位不
变的条件下,其泵站静扬程也是经常变化的。所以泵站
静扬程可以用随机变量表示,其取值为因
的概率几乎为零。故通常研究随机变量的
取值大于的概率,将此概率表示为,。设
水库取水泵站静扬程概率曲线如图所示,最大