试验内容及过程详解

规程规范的实施，对保证泵站工程质量，节省工程投资，实现泵站节能节水，提高泵站工程效益起着重要作用，本次试验过程严格遵循以下规程规范。

SD 204—86，《泵站技术规范》[4]

SD 140—1985，《泵站现场测试规程》[9]

GB/T 50265—2010，《泵站设计规范》[1]

GB/T 50510—2009，《泵站更新改造技术规范》[13]

SL 255—2000，《泵站技术管理规程》[8]

SL 254—2000，《泵站技术改造规程》[14]

GB/T 17189—1997，《水力机械振动和脉动现场测试规程》[15]

GBJ 122—88，《工业企业噪声测量规范》[16]

GB 22337—2008，《社会生活环境噪声排放标准》[17]

3.2.2.1　试验内容

分别对南县育新泵站的2个3m×2m方形止回装置和安乡县大鲸港泵站的3个Φ800 mm的圆形止回装置在自然状态和淹没状态两种工况下进行性能试验，包括水泵的出口流量、流速，机泵运行时的电流和电压，止回装置关闭时的振动和噪声等。具体内容包括：

（1）采用超声波流量计观测管道的流速，再计算出流量，每个工况读数取5组数据，分析以后得到该工况的确切流量；

（2）进出水池水位采用水准仪同步（与流量）观测；

（3）止回装置关闭时的振动和噪声用振动与噪声测试仪测量；

（4）试验时同步读数电动机的实时电流和实时电压；

（5）止回装置的灵活性由专人目测拍门在开启或回关过程中的灵活性。

流量的测定方法主要有：薄壁堰测量法，管弯头测量法，毕托管测量法，流速管测量法，绕流管测量法，流速仪流速-面积测量法，涡轮流量计法，超声波测量法等。

超声波测流的原理[18]是将一对（或两对）换能器（探头）置于被测流的管道中或管壁外，由上游一侧的换能器发射的超声波穿透过（管壁和）被测流体后被下游一侧的换能器接收。当流体静止时，超声波往返的发射和接收基本无差别；但是，当管中的流体流动时，顺流和逆流的超声波受流体流动的影响而发生波速的变化，采用一定的方法检测这种差别，通过分析存在的差别可以测量出沿超声波传播的路径上被测流体的平均流速。通过计算、率定，可由二次仪表显示出某一时刻管中的瞬时流量和累计总流量。

超声波测量流量的方法可以大致分为三种：一是利用超声波在流体中传播时间的变化，包括相差法、时差法和频差法等；二是利用超声波波速偏移的方法（波束偏移法）；三是利用多普勒效应的频移的方法（多普勒法）以及利用与频率有关的流体声响大小的方法（听音法）等。(www.xing528.com)

振动测试系统是由能够感知被测振动参量并能将其转换成适当物理量的传感器，进行放大和显示的测定装置及记录仪、分析仪等组成。按其工作原理可分为三大类：机械法、光学法和电测法。

其中，电测法的原理是：首先通过传感器将待测的机械振动量（位移、速度、加速度）变换为电量（电压、电流、电荷）或电参数（电阻、电容、电感等）的变化，再经过测振仪中的放大电路把所测电信号放大，由指示部分直接显示出振动的位移、速度、加速度或使用记录器将其波形记录下来，通过频率分析仪对振动波形进行频谱分析。

电测法除了灵敏度高、频率范围和动态线性范围宽外，还能够实现对若干个信号同时测量、记录和信号的再现。常用的整个测试系统包括：传感器、放大器、记录仪、数据分析处理设备、计算机终端和显示设备等。

常用的噪声测量仪器是以声级计为核心的噪声测量系统。它的主要组成设备为传声器、声级计、频谱分析仪、校准仪等。一个理想的声学测量用的传声器应有如下特性：自由场电压灵敏度高、频率响应特性宽、动态范围大、体积小，而且不随温度、气压、湿度等环境条件变化。目前常用的传声器是电容传声器。

3.2.2.2　试验过程

本试验用到的主要试验设备有：WR—1000H型手持式超声波流量计、壁厚仪、MT-3型速度/加速度传感器、wi60722噪声传感器、CRAS QL—116R数据采集箱、Toshiba笔记本终端、水准仪、皮尺、锉刀、电动打磨机等。

1.机泵正常运行时相关参数测量与记录

在水泵出口管道处选取合适位置（育新泵站选取水泵出口处直管，位于泵房内；大鲸港泵站选取水泵出口处的斜直管，位于泵房外。自然状态和淹没状态都是取同一位置进行试验测量），用壁厚仪测量管道的厚度。根据管径预选两个测量点，用电动打磨机打磨掉管道外壁的防护漆，使金属层裸露，在超声波流量计的探头上均匀抹上黄油，将探头贴于打磨处，检测流量计的信号，再根据信号调整探头位置直至信号达到最佳状态。待信号稳定后读取流量、流速数据（见图3.5、图3.6）。

图3.5　试验人员正在育新泵站测量泵出口处的流量

图3.6　试验人员正在大鲸港泵站测量泵出口处的流量

水位数据根据内外河水水位标杆读取。流量测量同时，另一试验人员记录泵房中相关电机的工作数据，包括实时电流、电压等（见图3.7）。

图3.7　试验人员正在泵房内记录相关试验数据

2.振动与噪声测量

用数据线连接好数据采集箱、噪声传感器、MT-3型速度/加速度传感器、TOSHIBA电脑终端后，将噪声传感器固定于试验止回装置的正上方（各次试验相对位置保持不变），MT-3型速度/加速度传感器直接紧贴于试验止回装置的上部（育新泵站枯水期传感器直接贴于止回装置上沿，淹没状态时由于止回装置全淹没，测点选用连于止回装置且高于水面的铁梯；大鲸港泵站由于止回装置位于地表下不足50cm，因此直接选取止回装置正上方的地表作为测点），然后打开TOSHIBA电脑终端，进入振动与噪声分析系统（南京汽轮高新技术开发公司的CRAS V5.0软件），进行数据采集和测量（见图3.8）。

图3.8　试验人员正在测量振动和噪声相关数据