工业循环水节能用水轮机事故状态对系统影响的分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种工业循环水节能用水轮机事故状态对系统影响的分析方法，涉及工业循环水节能用水轮机技术领域，水轮机正常工作状态下，流量水轮机在飞逸和抱死时瞬间水流量变化最大，设在水轮机正常运行同样的压头下，飞逸或抱死状态的流量为aQ，则飞逸和抱死时瞬间水流量Q

【技术实现步骤摘要】
工业循环水节能用水轮机事故状态对系统影响的分析方法


[0001]本专利技术涉及工业循环水节能用水轮机
，具体为一种工业循环水节能用水轮机事故状态对系统影响的分析方法。

技术介绍

[0002]在工业循环水系统中，系统回水往往有一定的回水压力，一般通过适当关闭系统的回水阀门来消耗富裕的回水压力，造成了大量的能量浪费，工业循环水节能用水轮机是用来消耗富裕的回水压力，利用循环水系统中的回水余压带动水轮机转动，用水轮机作为其他装置的动力源或者驱动发电机发电，达到节能效果。
[0003]由于化工设备对循环水系统的流量稳定性要求较高，系统瞬间的流量变化都会对产品的品质和产量以及水泵的安全工作造成影响，比如会造成管道的震动，并产生噪声，甚至造成设备安全事故，比如流量在突然变化过大时会导致管道损坏破裂。因此必须对水轮机事故状态进行分析和计算，估算水轮机事故状态对系统流量的变化量，从而分析是否对系统造成影响，并在此基础上寻找解决方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种工业循环水节能用水轮机事故状态对系统影响的分析方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：工业循环水节能用水轮机事故状态对系统影响的分析方法，设水泵的实际扬程为H，冷却塔的喷头和水池液面高差为H1，管道及喷头总阻力为H2，水轮机的耗压为H3，则：
[0006]H＝H1+H2+H3ꢀꢀꢀ
(1)
[0007]设系统的实际流量为Q，由于水轮机事故状态水泵的工作点变化不会太大，水泵的工作曲线可以近似按下式计算：
[0008]H＝H0‑
k1Q
ꢀꢀꢀ
(2)
[0009]H0为定值，是流量为0时的静扬程，k1为水泵阻力系数
[0010]管道及喷头总阻力按总体考虑，设总体的的阻力系数为K2，则
[0011]H2＝K2(Q)2ꢀꢀꢀ
(3)
[0012]根据使用在循环水系统中的水轮机的水力模型特点，水轮机的工作水头H3和流量Q的关系近似适用于以下公式：
[0013]H3＝K3(Q)2ꢀꢀꢀ
(4)
[0014]K3为水轮机的阻力系数。
[0015]将公式(2)(3)(4)带入到式(1)得：
[0016]H0‑
k1Q＝H1+K2(Q)2+K3(Q)2ꢀꢀꢀ
(5)
[0017]解得：
[0018]水轮机事故状态中，两个极端的状态为飞逸和抱死，这两个状态也是瞬间水流量变化最大的状态，设在水轮机正常运行同样的压头下，飞逸或抱死状态的流量为aQ(Q为正常运行下的过流量)，水轮机飞逸和抱死状态，水轮机的前后压差H3’
和流量Q
’
的关系适用于以下公式：
[0019]H3’
＝K3’
(Q)2ꢀꢀꢀ
(7)
[0020]令H3’
＝H3[0021]则：K3(Q)2＝K3’
(aQ)2[0022]K3’
＝K3/a2ꢀꢀꢀ
(8)
[0023]将公式(2)(3)(7)(8)带入到式(1)得：
[0024]H0‑
k1Q
’
＝H1+K2(Q
’
)2+K3/a2*(Q
’
)2ꢀꢀꢀ
(9)
[0025]解得：
[0026][0027]则：
[0028]ΔQ＝|Q
’‑
Q|
ꢀꢀꢀ
(11)
[0029]设不对系统造成实质性影响的系统流量瞬间最大变化值为ΔQ
’
。
[0030]则：ΔQ和ΔQ
’
的大小关系即为水轮机事故状态是否会对系统造成影响的判据，当ΔQ<ΔQ
’
时，水轮机事故状态不会对系统造成影响，当ΔQ>ΔQ
’
时,水轮机事故状态会对系统造成影响，必须采用外部装置以改变过多的流量对整个系统的冲击和损害。
[0031]优选的，所述采用的外部装置为更换不同水力特性的水轮机或者更换不同水力特性的水泵。
[0032]优选的，所述采用的外部装置为增加自动控制快速开关的电动阀门。
[0033]优选的，所述电动阀门安装在水轮机进水管道和喷头管道的连接处。
[0034]优选的，所述电动阀门为三通阀。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0036]本专利技术通过计算出ΔQ和ΔQ
’
，对比ΔQ和ΔQ
’
之间的大小就可以用来评判水轮机的事故状态是否会对系统造成影响，在最初制造或者建造整个系统时，可以选择合适的水轮机，以减少系统流量突然变化时对整个系统的重接和损坏，可以避免出现选择的水轮机达不到最好的工作状态的问题，保证整个系统的最佳工作效率。
[0037]在对系统进行改进时，还可以选择不同水利特性的水泵，使水泵达到最佳的工作状态，也可以在增加自动控制快速开关的电动阀门，在流量突然变化时，电动阀门可以闭合，以减少整个系统的流速，从而减少流量；
[0038]在对系统管道进行改造时，还可以选择根据水轮机和水泵来选择合适粗细的管道和旁通管，改变管道及喷头总体的的阻力系数为K2，从而改变瞬间的变化流量。
附图说明
[0039]图1为本专利技术改造前结构示意图；
[0040]图2为本专利技术改造后结构示意图；
[0041]图3为本专利技术阀门安装示意图。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]请参阅图1
‑
2，本实施例提供了工业循环水节能用水轮机事故状态对系统影响的分析方法，设水泵的实际扬程为H，冷却塔的喷头和水池液面高差为H1，管道及喷头总阻力为H2，水轮机的耗压为H3，由于整个系统中的压力保持平衡，因此：
[0044]H＝H1+H2+H3ꢀꢀꢀ
(1)
[0045]设系统的实际流量为Q，由于水轮机事故状态时，水泵的工作点变化不会太大，因为水泵处于正常的工作状态下，为整个系统提供流量，水泵的工作曲线可以近似按下式计算：
[0046]H＝H0‑
k1Q
ꢀꢀꢀ
(2)
[0047]H0为定值，是流量为0时的静扬程，k1为水泵阻力系数。
[0048]管道及喷头总阻力按总体考虑，设总体的的阻力系数为K2，则
[0049]H2＝K2(Q)2ꢀꢀꢀ
(3)
[0050]根据使用在循环水系统中的水轮机的水力模型特点，水轮机的工作水头H本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.工业循环水节能用水轮机事故状态对系统影响的分析方法，其特征在于：设水泵的实际扬程为H，冷却塔的喷头和水池液面高差为H1，管道及喷头总阻力为H2，水轮机的耗压为H3，则：H＝H1+H2+H3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)设系统的实际流量为Q，由于水轮机事故状态水泵的工作点变化不会太大，水泵的工作曲线可以近似按下式计算：H＝H0‑
k1Q
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)H0为定值，是流量为0时的静扬程，k1为水泵阻力系数管道及喷头总阻力按总体考虑，设总体的的阻力系数为K2，则H2＝K2(Q)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)根据使用在循环水系统中的水轮机的水力模型特点，水轮机的工作水头H3和流量Q的关系近似适用于以下公式：H3＝K3(Q)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)将公式(2)(3)(4)带入到式(1)得：H0‑
k1Q＝H1+K2(Q)2+K3(Q)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)解得：水轮机事故状态中，两个极端的状态为飞逸和抱死，这两个状态也是瞬间水流量变化最大的状态，设在水轮机正常运行同样的压头下，飞逸或抱死状态的流量为aQ(Q为正常运行下的过流量)，水轮机飞逸和抱死状态，水轮机的前后压差H3’
和流量Q
’
的关系适用于以下公式：H3’
＝K3’
(Q)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)令H3’
＝H3则：K3(Q)2＝K3’<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大应，
申请(专利权)人：安徽昊星节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：