计算机技术与泵站运行优化调度

嚣科技论坛 计算机技术与泵站运行优化调度 汪亚超 周立霞 (1．中水淮河安徽恒信工程咨询有限公司 蚌埠 233001；2．中水淮河规划 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 研究有限公司 蚌埠 233001) 【摘 要】为推广计算机技术在泵站工程中的应用，本文探讨了泵站运行优化调度的电算程序，从而大大减轻了泵站运行管 理人员的计算强度．可准确快捷地实现泵站运行的优化调度。 【关键词】计算机技术 泵站运行 优化调度 1 前言 我国大中型泵站在水资源调配及工农业生产中起着十 分重要的作用，特别是在建的南水北调东线一期工程从长 江至穿黄处共有13个梯级41座泵站，泵站在运行中需要消 耗大量能量，如何提高泵站的运行效率、降低能耗、实现泵站 运行的优化调度自然成为广大科技工作者的研究课题。 西姚站探坑土样进行人工扰动，按原状(天然状态)干密度、 孔隙比、含水量进行重塑，测试其渗透系数为2．73×10 ～ 1．38×lO-％m／s，见表3。 因此对于含裂隙粘土，在不改变其物理性质(孔隙比、 干密度、含水量)前提下，扰动后重塑土样渗透系数明显小 于原状含裂隙粘土渗透系数。由此可见当原状土样渗透通 道(主要为裂隙结构)受到破坏后，渗透通道仅为颗粒问孔 隙，渗透系数显著降低。 同样孔隙比甚至孔隙比更大、干密度更小的淤泥渗透 系数也很小，远小于这种含裂隙粘土的渗透系数，如天井 湖节制闸的淤泥孔隙比为 1．45，干密度 1．13g／era ，含水率 50．9％，渗透系数为 3．67×10％nds；新沭河上的三洋港挡 潮闸(3)层淤泥孔隙比为 1．686，干密度 1．02g／cm ，含水率 60．9％，渗透系数为6．68×10 crrds；南四湖湖腰段(3-1)层 淤泥孔隙比为 1．90，干密度 0．95g／cnl，，含水率 60．9％，渗透 系数垂直为2．0l×10 cnds，水平为 2．1 1 x 10-6cm／s。上述淤 泥均为微 一极微透水性。 这种含裂隙粘土物理性质与淤泥有本质区别：淤泥虽 然孔隙比大，但其渗透通道仅为颗粒间孔隙，渗透系数并不 大。而裂隙粘土透水性大主要因为土体裂隙发育、连通性较 好，甚至分布孔洞，构成连续渗透通道。因此，可以说明堤基 下粘土层的裂隙、孔洞是导致渗透系数大的主要原因。由此 推断此类含裂隙粘土渗透系数偏大的原因为连续的裂隙、孔 洞较发育造成的。这与探坑观测到的现象是一致的。 3 问题 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与讨论 3．1渗透变形类型分析 从室内渗透变形试验过程、土样结构变化观察，含裂 隙粘土变形随水压增加基本沿分布的裂隙不断发展直至 破坏，渗透变形破坏类型为流土。 探坑侧壁的土体中除分布有裂隙外还分布有孑L洞。在 探坑中抽水过程可以观察到，水流主要由孔洞中涌出，在高 水位时孔洞有集中射流现象，有一定水头及流速。因此，在 较大流速条件下，水流会逐渐冲刷孔洞管壁、连通裂隙，孔 洞周围土粒会随水流涌出被带出，逐渐扩大，易对通道周围 造成破坏，从而导致地基渗透变形破坏，故堤基的渗透破坏 形式为管涌更为合适。 坑侧壁实际渗漏方式为孔洞集中渗流，而堤基土层渗 透系数为按面积计算的平均值，裂隙粘土取平均渗透系数 1O～一10。cm／s远不能代表其实际渗透性。用它进行堤基渗 透稳定计算，与土体实际情况差异较大；连通试验得出孔洞中 的渗流流速，比较真实地反映了堤基土体的渗透性能。 3．2取样方式对测试指标的影响 在钻探取样过程会因挤压作用扰动原状样土体，促使 土体裂隙有闭合趋势，造成钻孔取样测试的孔隙比偏小、干 密度偏大，渗透系数相应较小。而大样是在开挖探坑中采 取，试样尺寸为 15cm×15cm×30cm，受扰动小，选取试验部 分土体的结构状态接近天然状态，其测试指标比钻孑L取样 更接近天然状态，渗透系数远大于钻孔取样在室内的测试 值，更接近现场抽水试验值。 4 结论 (1)南四湖堤基含裂隙粘土透水性较强，渗透类型为管 道式集中渗漏，堤基渗透破坏类型为管涌破坏，若堤内外水 位差增大，堤基会产生管涌破坏。 (2)对含裂隙粘土应在探坑中采取大试样进行试验，测 试物理力学指标更接近实际值，其渗透系数与现场钻孔(单 孔、多孔)抽水试验结果更接近■ z黑 科技论坛： 2 泵站性能的计算机处理 要确定泵站运行的优化调度 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，必须研究泵站各项 设备的工作特性，而这些特性一般都是以图表的形式给出， 为便于计算机的应用，需采取数学 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 进行适当处理。 2．1水泵的流量与扬程关系 根据水泵生产厂家提供的水泵性能曲线，用最小二 乘法拟合 出水泵每个叶片角度的流量与扬程的关系表 达式 ： K‘ H。=E(A。。×Q。 ) ( o，1，2，⋯K ) (1) 1= 0 式中：H ——叶片角度为 0度时的水泵扬程(m)； Q。——叶片角度为 0度时的水泵流量 m3／s)； A ． — — 拟合出的表达式系数； K。——拟合出的表达式最高方次； 0——水泵叶片角度(。)。 2．2水泵流量与叶片角度关系 泵站水泵运行的管路特性式为： H 。： H ． +S XQ e (2) 式中：H．——泵站净扬程(ITI)； S——泵站总水头损失系数(s ／m )。 由式(1)、式(2)可求出在某一泵站净扬程时每个叶片 角度的流量和扬程，即可拟合出水泵叶片角度和流量的关 系表达式 ： K 0 ， =∑(B．×Q )(i=0，1，2，⋯Kz) (3) I= o 式中：0 ，——泵站净扬程为H 时的水泵叶片角度(。)； Q ；——泵站净扬程为 Hj时的水泵流量(m3／s)； B．——拟合出的表达式系数； K：——拟合出的表达式最高方次。 2．3水泵效率与流量、扬程 关系 -q “Q，H) (4) 可用二元三点插值法计算水泵效率。 2．4电动机效率与电动机负荷关系 D=(p(p) (5) 可用格朗日插值法计算电动机效率。 2．5泵站进 出水流道效率 H T1 =———L_『 (6) H+s×Q 式中：O——水泵抽水流量(m3]s)； 2．6泵站装置效率 -q=-rI ×-q T×-q c X-q D (7) 式中：T1 ——传动效率，直联传动取 =1．0； _ 泵站进出水的效率 ，取 ：1．0。 3 数学模型的建立 3．1不限定泵站总抽水流量 由于没有限定泵站的总抽水流量，要使泵站获得最优 效益，就必须使每一台机组均在最优状态运行，故计算时仅 考虑一台机组。泵站的运行费用除主机耗电费用外，还包括 辅助设备耗电费、设备折旧、人工工资 、行政管理费、大修及 维护费等。 目标函数为： U = m 1n { f× x H 367200× + R ～ } (8 36~ x Qi一 式中：u——泵站运行费用(元 ／m )； 卜_ 电费单价(元 ／kw·h)； — — 水的容重(kg／m )； R——每台时各种费用(除主机组耗电费用外 )的 总和(元 ／台时)。 约束条件： ①水泵流量：Q一≤Q，≤Q ②叶片角度：0 ≤0，≤0 ③电动机功率：N。≤N 式中：Q；⋯Q 、Q 分别为水泵运行工况点的流量、最小流 量和最大流量 (m3／s)；0，、0 、0 分别为水泵运行工况点 的叶片角度、最小叶片角度及最大叶片角度(。)；N．、N 分别 为水泵运行工况点的电动机功率及电动机的配套功率(kw)。 可用逐步逼近的方法求解出泵站的最优运行参数，实 现泵站运行的最优化调度。 3．2限定泵站的总抽水量 目标函数： F=min{ fx-／x Hi +R—l (9 36~ x Qi—f 式中： 泵站总运行费用(元／m )； n——泵站总装机台数(台)。 约束条件： ①流量约束：Qz=∑Q． 1= I ②单机抽水能量约束：Q ．≤Q，≤Q ③单机功率约束：N．≤N ④扬程约束：H ≤H，≤H。 且满足H．=Hl+s×Q～ ⑤叶片角度约束：0 ≤0 ≤0一 表 1 不限定泵站总抽水流量计算结果表 水泵扬程 单机流量 轴功率 装置效率 叶片角度 运行费用 (m) (1TI ／s) (kw) (％) (o ) (元／m ) 7．944 7．240 647．2 70．60 +0．673 0．01 9656 表 2 限定泵站总抽水流量计算结果表 机 水泵扬程 单机流量 轴功率 装置效率 叶片角 运行费用 号 (m) (rtl3／s) (kW ) (％) 度 o) (元 ／m3) 1 7．842 6．841 605．0 71 12 —0．856 ()．019737 2-4 7．834 6．807 6()15 71．14 —01986 0．019752 5 7．817 6．739 594．4 71．19 — 1．247 0．019776 一 z麟嘲蔓瑚 2 鼗科技论坛jl 蝠淮商洪水控制工程变形监测分析 杨仰诚 ’ 史 玮 朱世同。 马国强 (134．中水淮河规划设计研究有限公司 蚌埠 233001；2冲水淮河安徽恒信工程咨询有限公司 蚌埠 233001) 【摘 要】临淮岗洪水控制工程既要控制大洪水，确保下游地区防洪安全，又要畅排中小洪水，不降低上游地区防洪 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。因 此，通过建立基准控制网对临淮岗洪水控制工程进行变形观测显得至关重要。 【关键词】变形监测 基准控制网 位移 1 工程概况 临淮岗洪水控制工程为一等大(I)型工程，位于淮河 中游，工程区域地处淮北平原南缘，由主坝、北副坝、南副 坝、船闸、12孔深孔闸、49孔浅孔闸、姜唐湖进洪闸、穿坝建 筑物及引河等工程组成。其主要特点为工程类别多、各类工 程的地基稳定性不同、工程呈狭长分布、监测点多、变形观 测点布设形式各异，单次变形观测的周期长，工程变形观测 作业的难度较大，需针对各单项工程的不同工程特点制订 和实施不同的观测方案。 2 基准控制网建立 平面基准控制网由 5个新设点和 3座工程施工控制点 组成，按 B级 GPS网精度测量。 平面基准 GPS网平差时，首先以Ⅱ垂岗集三角点为基 准点，以Ⅳ七里庙三角点为方向点，进行无约束平差，然后根 据无约束为起始平差后的Ⅱ垂岗集三角点、Ⅳ七里庙三角点 以及 CH10点为已知点，对GPS网进行约束平差计算。 高程基准控制网由7座基准点和国家水准点Ⅱ临淮 02、Ⅱ南凤 13基上组成，以二等水准精度测量，布设符合的 水准路线。临淮岗洪水控制工程高程基准网标石埋设后虽未 完整经历一个雨季，但测区经历了两场较大规模的降雨后进 行水准测量，经后续检测证明，标石基本达到稳定状态。 3 变形观测 垂直位移观测采用几何水准测量方法，使用电子水准 仪配条码尺按二、三等水准精度施测，各监测点均以第一、 二次高程平均值作为基准值计算以后各次观测的垂直位移 量。自2006年 9月起垂直位移观测每月进行一次。对 5座 水工建筑物以二等水准精度测量，而主坝采用三等水准精 度测量，垂直位移观测的水准路线和起算点不变。其间对所 有高程基准点均进行了检测和联测。 临淮岗洪水控制工程水平位移观测的方法主要有 GPS 法、极坐标法、活动觇牌法以及三角形边长交会法四种 ： GPS观测法是临淮岗洪水控制工程水平位移观测的基础观 测方法，测量时利用7台GPS接收机联合作业，测量各工 作基点的适时坐标；极坐标法主要用于测量主坝 16条监测 断面线上除工作基点之外的变形监测点及姜唐湖进洪闸4 等水工建筑物翼墙变形监测点位坐标；姜唐湖进洪闸、12 ⑥运行台数约束：QJQ·一≤z≤n 式中：H，——水泵运行工况点的扬程(m)； Q 一 泵站总抽水流量(m3／s)； z——泵站机组投入运行台数(台)； H 、H。． 一 水泵的最小扬程、最大扬程(m)。 利用动态规划基本原理，结合泵站的实际隋况，确定变量。 ①阶段变量：机组编号i为阶段变量，i=1，2，3⋯，n。 ②状态变量：按机组编号累加的抽水量L_为状态变量。 ③决策变量：各机组的流量Q．为决策变量。可利用动 态规划法求解出泵站的最优运行参数。 4 计算实例 某一泵站装有 8台套64zcQ一50型轴流泵，同步电动 机直联传动方式，其配套功率为 800kW，该站流道形式为肘 形进水、直管出水，根据计算总水头损失系数 s为 1．8× 10-zs2／m ，该站净扬程为 7．0m，水容重为 1000kg／m ，R取 90 元 ／台时，电费单价为 0．60元 ／kW·h，水泵叶片调节范围 为一10。～+2。，计算结果见表 1，若要求总抽水流量为 34．0m3／s，计算结果见表 2。 5 结束语 本文中以泵站运行费用最低为目标建立的数学模型在 泵站运行管理中有较强的使用价值，对泵站运行的优化调 度具有指导作用，可为泵站工程的科学化管理和优化设计 提供参考依据，也为泵站群系统的优化调度打下良好的基 础，推动了计算机技术在泵站工程中的应用■