科學之友Friend of Science Amateurs2012年01月循環(huán)水泵房正向進水前池水力性能試驗研究李敏，范麗娟(太原理工大學水利科學與工程學院，山西太原030024)摘要:泵站前池內的流態(tài)優(yōu)劣,對泵站的持久安全運行有極大的影響。經采用物理模型試驗的方法,通過分析大量的實測資料,得出前池流場橫向、縱向的流速分布特點,分析現(xiàn)象產生因素,提出合理的前池結構優(yōu)化方案,以保證其間水流流態(tài)的均勻性和穩(wěn)定性。關鍵詞:物理模型;前池流場;斷面流態(tài);結構優(yōu)化中圖分類號: TV131.61文獻標識碼: A文章編號: 000-8136( 2012 )02- -00-030本項試驗綜合國內外文獻",主要考慮以下相似條件:1引言重力相似(F,數(shù)相似)火力發(fā)電中，循環(huán)水泵房進水前池的水力性能是否穩(wěn)定對(F),=(=)=1循環(huán)水泵的安全和高效運行都至關重要，對循環(huán)水泵房的土建合理投資也有指導作用"。泵站設計規(guī)范1規(guī)定,泵站前池布置應其流量和流速比尺分別為:滿足水流順暢流速均勻、池內不得產生渦流的要求。如果進水流速比尺:V=L" =3.162前池的形狀.尺寸設計不合理.容易在池內形成不良流場。前池是流量比尺:Q=L, =316.2泵站的進水建筑物P,將引水管道中的來水均勻地分配給各流道;當水輪機引用流最迅速改變時.前池的容積叮起一定的調節(jié)阻力相似:n=L," =1.46作用.因此，引水管道與泵房進水前池的銜接,應盡量保證泵房2.2測點布置進水前池有良好的流態(tài),保證水流能均勻平穩(wěn)地進人吸水室,避為r便于分析水流特性，在進水前池內設有3個測速斷面,免回流和渦流的產生。本文研究將通過物理模型對循環(huán)水泵房每個斷面設5條垂線。每條測速垂線都從底部0.2 m起測,間距1m進水前池進行系統(tǒng)的水力特性試驗研究，并結合試驗數(shù)據(jù)分析布置測點(見圖1和圖2)。水面流場形態(tài):采用直接觀察和拍照其水力性能,優(yōu)化原設計方案,提出合理的改進措施.保證循環(huán)的方法。水泵的安全運行。本文按重力相似準則設計正態(tài)物理模型，針對T.程布置的特點，即進水前池與引水明渠呈直"T形布置，研究該結構下前池流場及流速分布情況。試驗設計了循環(huán)水泵全部開啟的情況，通過對水流流態(tài)、典型斷面流速分布、水位的觀測,分析了各斷面橫向縱向水流的分布特點同時研究其產生機理及影響。圈1流速測點垂向分布圖2流速測點橫向分布2研究方法2.3試驗器材(1 )流速:采用南京水利水電科學研究院研制的OA型旋漿2.1 物理模型設計式光纖流速傳感器、接專用采集系統(tǒng)測量。本試驗基于某實際工程設計模型,根據(jù)研究目的和要求,試(2 )前池水位:使用水尺進行測量。驗對前池流場進行了主要探測.進水前池結構:長(沿水流方向)x(3)表面流態(tài)觀察:采用示蹤觀察,并拍照記錄,同時結合其寬=30.0 mx 26.8 m。自流引水管:采用鋼筋混凝土箱涵,單根裁他觀測結果- -同分析。面凈空尺寸bxh=3.5 mx 3.5 m,設計流速為2.23 m/s,進水前池2.4試驗組次與引水明渠呈直"T"形布置。.按照試驗要求選取了- -種典型的情況進行試驗數(shù)據(jù)的采集，為保證模型試驗的精度.試驗采用正態(tài)模型模型全部采用根據(jù)循泵臺數(shù)及特點將試驗單泵流量控制為5.87 m/s,此時前池優(yōu)質有機玻璃加T:制作，一般有機玻璃板的糙率在0.007-0.009水深控制為60 cm左右,循泵5臺全部開啟。之間，模型用優(yōu)質有機玻璃制作能滿足糙率相似要求.從而滿足3數(shù)據(jù)分析阻力相似。幾何比尺L,=10.模型試驗占地面積約為32 mx8m。根據(jù)模型試驗相似原理,要保證不同尺度(λL≠1)的兩個流3.1 前池流速分布體運動的完全相似幾乎是不可能的，通常是根據(jù)原型流體運動進水前池各測速斷面位置和編號見圖1和圖2。本試驗采用的特性,確定出主要影響的作用力.選擇合適的相似準則進行模南京水利水電科學研究院研制的0A型旋漿式光纖流速傳感器、擬。一般情況下.泵房進水流道水工模型試驗是在幾何相似的前接專用采集系統(tǒng)測量前池各測點流速。試驗測得大量數(shù)據(jù),并對提下,依據(jù)F,相似準則設計和運行模型.有條件地放松對雷諾數(shù)數(shù)據(jù)進行了處理分析。圖3-圖6分別給出了5臺水泵運行時,各相似條件的要求。斷面水流橫向流速分布和垂向流速分布情況。一5-應用技術李敏， 范麗娟:循環(huán)水泵房正向進水前池水力性能試驗研究優(yōu)化。且由垂向流速分布圖還可看出表層流速逐漸增大,底層流速有遞減趨勢,這也是前池流場能量分布不均造成的。(4)5條流道閘門前的進水流態(tài)好壞直接關系到流道內的水流流態(tài),若流速分布不均(見圖5),則不同的能量產生的能量差影響建筑物整體結構的穩(wěn)定性，如果長期處在這種不穩(wěn)定情況圖3進水前池E-01斷面流速分布下對流道內的其他建筑結構也可能造成破壞性影響啊。3.3 結構優(yōu)化建議根據(jù)原設計方案試驗結果.結合經濟成本的要求,以對泵站建筑物結構不作較大調整的原則，對取水泵站進水建筑物的流態(tài)改善措施進行了深人研究.前池進水口結構為正方形，且經物理模型試驗研究發(fā)現(xiàn)這種結構不利于水流在前池寬度上的均勻圈4進水前池E -02斷面流速分布擴散,為均勻水流擴散,建議將箱涵進水口改為喇叭口擴散結構或八字漸變型結構調已達到分散水流的作用,保證前池流態(tài)均勻穩(wěn)定。4結論幾(1)物理模型試驗是分析水工建筑物內部流速分布情況的一種較直觀方便的方法。圖5進水前池E- -03斷面流速分布(2)進水口與前池成T型結構布置的建筑物,前池流速分布特點為:從箱通出口進入進水前池的水流,其流速分布具有典型的淹沒射流性質.在橫向上約為正態(tài)分布,并隨著流程的增加而逐漸坦化。射流卷吸周圍流體，使兩側存在不同程度的回流。當5臺泵同時運行時,引水流量大,前池水位低,在中間斷面靠近邊墻的兩側存在較大的反向流速。垂向上流速分布體現(xiàn)下部高,上圈6循泵5臺運行時進水前池各斷面整體流速分布部低的性質,同時隨著流程的增加.也有均勻化的趨勢。當水流3.2分析現(xiàn)象產生 原因及影響到達E-03斷面時(距離流道進口2.5 m處),其流速分布已較在(1)進水口處水流在前池形成淹沒射流,水流沖擊力使流速E-01和E-02斷面處均勻。大致呈正態(tài)分布,淹沒射流是流人相同介質中的液體射流。淹沒(3)前池淹沒射流的特點為沿程斷面流速不斷減小和均化，射流與周圍靜止介質發(fā)生動量和質量交換，卷吸附近介質隨射橫斷面不斷擴大。回流產生的原因是進水流速不對稱.使前池流流一同流動.流量不斷增加,流速不斷減小和均化,橫斷面不斷場分布不均勻，水流脫離邊界和摩擦力等引起的主流旁側的旋擴大.淹沒射流可分為兩個部分。保持射流出口流速V。不變的部轉水流運動。這種不良流態(tài)會導致前池產生回流區(qū)或是靜水區(qū)，分,稱為射流核心。因卷吸與摻混作用流速小于V。的部分,即射極易形成泥沙淤積。流核心與靜止液體之間的部分，稱為射流邊界層。沿射流方向從(4)進水前池與引水明渠呈直“T"形結構布置的前池建筑出口斷面至射流核心開始消失的所謂過渡斷面，稱為射流初始物，可將箱涵進水口改為喇叭口擴散結構或內部加設八字漸變段;過渡斷面以后的部分,稱為射流主體段。出現(xiàn)這種流態(tài)對于型結構的導流墻。泵站前池來說是一種不良 流態(tài)，如果進口處流速過大會產生水參考文獻:流沖擊,而沖擊波是一種不連續(xù)鋒在介質中的傳播,這個鋒導致[{1]徐輝,段志強，于永海等泵站有壓前池流態(tài)改善措施的研介質的壓強.溫度密度等物理性質的跳躍式改變,顯然這種現(xiàn)究D.排灌機械, 2003,21(4):13-16.象公導致5條流道前的閘門受水流壓力不均，前池進水口結構[2]泵站設計規(guī)范,2010.承載壓力過大.整個前池水體壓力分布不均等不利影響。[3|水電站引水渠道及前池設計規(guī)范[SL T205- -97].(2)流速分布不均前池邊壁處產生輕微回流,回流產生原[4]邱靜,杜涓,黃本勝等.臺山發(fā)電廠一期工程循環(huán)水泵進水因是水流脫離邊界和摩擦力等引起的主流旁側的旋轉水流運流道水力性能試驗研究[).廣東水利水電,2002.(2):14-17.動,其兩側產生回流區(qū)的主要原因是進水不對稱造成的。但由于[5]張振偉，鄒志利.沿岸流流速垂向分布的實驗研究.海洋回漩流的產生,可能會導致的不良影響有:產生死水區(qū)形成泥沙通報,2009,28(2):1-9.淤積，主流產生偏流進而又惡化整個前池流場,前池水能能量分[6]練偉航,馬治安,張廣傳等電廠機組泵房側向進水前池流態(tài)布不均，造成- -定的水力損失.使泵站5臺泵不能均勻地入流，水力試驗研究[].中國農村水利水電,2007 ,6)115-117,119(4).不利于水泵高效安全的運行。由于邊壁處回流流速較大,可能導[7]史海冰長江引水三期取水泵站前池流態(tài)問題的解決方案致?lián)綒獠焕谇俺亟Y構的長久穩(wěn)定使用。0].城市公用事業(yè),2008,22(4):37-39.(3)流速垂向分布特點!則是由于在引渠與進水池相接處，{8]馮建剛,王曉升,佟宏偉等,大型城市供水泵站前池流態(tài)改主流位于底部,故底部流速較大，而上層水流緩慢,有效地降低善措施研究[].給水排水,2010, 36( 11):51-54.了下層流速，主流和周邊流速也沿程進行能址交換和綜合使得水流經過一段時間的運行到達斷面E- -03時.水流流速分布已較作者簡介:李敏,女,1986年出生,黑龍江人，畢業(yè)于華北水利水在斷面E-01和E-02處均勻，但最大流速仍然出現(xiàn)在前池中軸電學院水利系工程管理專業(yè)，目前就讀于太原理工大學水利科線上,兩側流速最小，流速分布還是不平穩(wěn),前池結構有待進行學與工程學院,09級研究生。(編輯:何曉轉)一6-科學之友Friend of Science Amateurs2012年01月論電氣誤操作的原因及防范措施陳麗麗(華電能源牡丹江第二發(fā)電廠，黑龍江牡丹江157015)摘要:電氣運行人員在倒閘操作或停、送電操作及異常處理時,很容易發(fā)生誤操作。誤操作產生的后果,輕則損壞設備,重則發(fā)生人員傷亡事故，為此,電業(yè)工人從實踐中總結出很多防止誤操作的組織措施、技術措施，但誤操作仍時有發(fā)生。所以只有剖析出導致誤操作的病因,對癥下藥,才能徹底防止誤操作。關鍵詞:誤操作;防 范措施;組織措施;技術措施中圖分類號: TM764.2文獻標識碼: A文章編號:1000- -8136( 2012 )02- -00-02主值班員當發(fā)現(xiàn)“低電壓保護直流消失”光字牌亮時,由于缺乏專1電氣誤操作的發(fā) 生原因業(yè)理論知識和對光字牌啟動原理不清,誤認為低電壓保護直流保1.1管理有漏洞險熔漸.在分不清PT二次保險和低電壓保護直流保險時.只斷開(1 )技術規(guī)程不完善,有可能導致誤操作。各種技術規(guī)程是了低電壓保護聯(lián)片LP,就認為斷開了低電壓保護回路(只斷開電電氣運行人員操作的依據(jù)和指導,目前,設備更新較多.且更新機的低電壓切除回路),在拔PT二次保險時,造成了380 VII段速度很快，如果規(guī)程不能及時修編的話.很難保證對運行操作的工作分支發(fā)生低壓切除。指導作用最終導致誤操作的發(fā)生。(2)值班員對設備和系統(tǒng)不清也是發(fā)生誤操作的常見原因。(2)設備標識不清,最易發(fā)生誤操作.設備變更或改造后,應熟悉設備和系統(tǒng)及系統(tǒng)運行方式，是運行人員進行操作和處理異立即對其電源進行重新標識，否則將發(fā)生誤操作。例如,本廠#4常的基礎， 否則必將發(fā)生誤操作。操作人員對操作項目設備和方爐動力盤更新后,電源標識出現(xiàn)錯誤，造成在進行#4爐#1麝煤式掌握不清,填寫錯誤操作票，必將導致誤操作。例如, 1992年本機油泵停電時,錯拉#4爐#2磨煤機油泵,致使#4爐#2磨煤機廠發(fā)生的帶接地刀合開關的惡性事故,就是操作人員對接線方式跳閘,#4爐#2制粉系統(tǒng)被迫停止運行。不清,以為線路側丁接地刀閘在合位,并不影響送電,結果造成帶(3 )執(zhí)行規(guī)章制度不嚴,必然要發(fā)生誤操作。電業(yè)工人經過接地刀合開關的惡性事故。多年的工作經驗和事故教訓，總結出許多行之有效的規(guī)章制度，1.3操作人員自身因素影響誤操作如“四關、四對照”制度、操作監(jiān)護制度等,但多數(shù)值班員在實際(1)值班員工作態(tài)度不端正，工作責任心差精神不集中,操操作中，常常不能認真執(zhí)行已定的規(guī)章制度，致使誤操作的發(fā)作時不認真 不細心也是發(fā)生誤操作的主要原因。例如,現(xiàn)在股票生。例如,筆者在剛當監(jiān)護人時.領著另外一名操作員去執(zhí)行#2妙的正旺,加上運行人員比較富有,余錢較多.空閑時間又比較充爐引送、排、磨電機大修后送電試轉操作,為了節(jié)省時間,決定足.大多數(shù)人都在炒股.不但下班時去股市.當班時也是時刻利用兩人一起操作.由另外一名操作員送#爐#1引、送、排、磨電手機.尋呼機、電話等現(xiàn)代通訊設施關心著股市動態(tài),甚至操作機,筆者自己送#2爐#2引.送排磨電機。當筆者操作完成后，時，也想著自己的股票啥時解套,精力不能完全放在工作上,另外轉身發(fā)現(xiàn)另外一名操作員正在鎖#3給水泵的小車開關柜門(他還有很多人迷戀上網(wǎng)，這些都是導致誤操作的潛在因素。把正在檢修狀態(tài)的#3給水泵電機也給送電了),筆者立即讓其(2)操作.人員身體不適.內心不愉快,思想紊亂,情緒波動,不把#3給水泵電機的小車開關拉至檢修位置,這種情況的發(fā)生正能專心工作,也是發(fā)生誤操作的主要原因。例如，運行人員生病，是由于失去監(jiān)護操作所導致的。精神恍惚;運行人員和家人或同事發(fā)生口角導致情緒異常;未休1.2 培訓不到位,運行人員技術素質較差息好.夜間身體疲倦等也常會發(fā)生誤操作。(1)技術水平不過硬是導致誤操作的直接原因。例如本廠一1.4 操作任務安排不合理,也是導致誤操作的原因之一The Circulating water pump house Forebay’s Hydraulic performanceExperimental Studyui Min,Fan LjuanAbstract: The quality of flow pattem in the forebay of Pumping station will have 8 big afct to the Pumping station of lasting and Bafe operation.Through adopting the physical model leet method and analyzing the large amounts of the measured data, obtain the Horizontal and longiudinal'svelocity distribution characteristics of the pumping station pool.Analysis the reasons of leading to the phenomenon, Put forward Bome reasonablestructure optimization scheme to the forebay. Ensure the uniformity and stablity of the flow patterms.Key words: Physical moel;flow field of the forebay; flow pattern of the section; structure optimization scheme- 7-