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控制非恒定流的方法与技巧

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过水量调节的方式从申同嘴水库放水的控制目标是:在不需要改变GM3泵站变速水泵转速的情况下,允许GM3前池水位在最高水位和最低水位之间波动。GM3泵站的默认设定流量是申同嘴水库被设置成水量控制时的下泄流量,在任何时候,这个设定值都既可以在申同嘴水库流量控制器,也可以在GM3控制器上进行手动调整。上升大约960min后,GM3水位达到1219.3m,即溢流水位,在这段时间内,从申同嘴水库下泄的多余流量大约是1.5万m3。

控制非恒定流的方法与技巧

一般情况下,要求能够执行运行计划的放水方式是流量控制方式,如果计划的执行被终止,例如因为前池出现溢流而导致计划终止,调度人员有几种选择来决定如何继续运行输水系统。其中的一种选择就是基于水量控制的放水方式,这种选择必须在调度中心手动进行,它将影响两个控制器:申同嘴水库闸门的控制器(水量控制处于“使能”状态),以及GM3控制器。与基于流量控制的放水方式不同,此时GM3控制器不能根据前池的水位变化而作出反应,因为它必须允许水位在最高限值和最低限值之间波动而不产生水泵的投切(基于流量控制的方式是通过水泵的投切来对前池水位的变化进行反应)。GM3前池的水位变化是通过受控的申同嘴水库下泄水量调节的。水泵的投切只有在下列两种情况下才会发生:当水位下降到低于最低极限水位为防止水泵的气蚀,或者当水位超过最高极限一定时间后为了防止水的损失。如果所估算的从申同嘴水库到GM3前池之间传输的水量不精确,以及由于未计及的微小渗漏和较大渗漏,GM3前池可能会产生溢流。

通过水量调节的方式从申同嘴水库放水的控制目标是:在不需要改变GM3泵站变速水泵转速的情况下,允许GM3前池水位在最高水位和最低水位之间波动。GM3泵站的变速水泵,与所要求的一定数量的定速水泵一起,将被设置成可以输送需求的流量,并将水位维持在设计水位。由于前池水位的变化,GM3实际出水流量也将有少量的变化。GM3泵站的默认设定流量是申同嘴水库被设置成水量控制时的下泄流量,在任何时候,这个设定值都既可以在申同嘴水库流量控制器,也可以在GM3控制器上进行手动调整。

应该指出的是:在水量控制方式下,申同嘴水库和GM3的目标流量是由调度人员手动设置的,因为这种类型的操作将不包括在运行计划的生成过程中的。

图5-6~图5-14表示出了从申同嘴水库到GM3泵站的3种流量运行情况7m3/s,27m3/s以及50m3/s,这些图形的主要目的是为了分析在不同流量的情况下水的传输时间,以及不同流量与前池水位变化之间的密切关系,大约的传输时间示于表5-1。

表5-1 申同嘴水库到GM3前池之间水的大约传输时间

在水量控制的时候,申同嘴水库下泄流量的变化主要是由水库水位变化引起的,而不是由流量闸门的移动引起的(闸门移动的次数将被减到最少)。让我们来考虑这样一个例子:只有一孔申同嘴闸门打开,开度为2.1m,GM3的目标流量为31.8m3/s(GM3泵站5台水泵运行时的流量带的中间点,见附录B)。申同嘴水库水位要求为1244m,进入申同嘴水库的进水流量为32.35m3/s(GM1/GM2泵站5台水泵运行)或25.8m3/s(GM1/GM2泵站4台水泵运行)。在这种设置下,水库水位会根据流量差升高或降低,如图5-16所示。

图5-6 申同嘴水库下泄流量等于7m3/s时的运行情况

图5-7 GM3泵站的流量等于7m3/s时的运行情况

图5-8 申同嘴水库的流量与GM3前池水位的关系(流量7m3/s)

图5-9 申同嘴水库出水流量等于27m3/s时的运行情况

图5-10 GM3前池流量为27m3/s时的运行情况

图5-11 申同嘴水库下泄流量与GM3前池水位关系(流量27m3/s)(www.xing528.com)

图5-12 申同嘴水库下泄流量等于50m3/s时的运行情况

图5-13 GM3前池流量等于50m3/s时的运行情况

如果不进行调节,水位将达到动态平衡状态:进水流量为25.8m3/s时水位大约为1241.2m,进水流量为32.25m3/s时水位大约为1244.13m。当水库水位偏离于初始的数值1244m,流量也会偏离于31.8m3/s。在大约270min后(见表5-1),将会对GM3前池水位产生影响。图5-15和图5-16表示:随着申同嘴水库下泄流量(达到32.12m3/s)比GM3泵站抽水流量(31.8m3/s)略微增大,申同嘴水库和GM3的水位上升曲线。应该注意到:GM3水位的上升是在申同嘴水库变化后的约270min后才出现。上升大约960min后,GM3水位达到1219.3m,即溢流水位,在这段时间内,从申同嘴水库下泄的多余流量(引起GM3水位上升的流量)大约是1.5万m3。图5-17和图5-18表示:随着申同嘴水库下泄流量(达到30.6m3/s)比GM3泵站抽水流量(31.8m3/s)减少,申同嘴水库和GM3的水位下降曲线。应该注意到:GM3水位的下降是在申同嘴水库变化后的约275min后才出现。下降大约360min后,GM3水位达到1218.2m,即最低水位限值,在这段时间内,从申同嘴水库下泄的流量缺失大约是1万m3。图5-19表示申同嘴弧形闸门调节关系曲线。

图5-14 申同嘴水库下泄流量与GM3前池水位关系(流量50m3/s)

图5-15 GM3前池水位上升

图5-16 申同嘴水库水位上升

图5-17 GM3前池水位下降

应该注意的是:在上面讨论的例子中,引起前池水位在最高限值和最低限值之间变化的总的水量是25000m3

图5-18 申同嘴水库水位下降

图5-19 申同嘴弧形闸门调节关系曲线

闸门开度2.1m,水位1244m,进水流量由4~5台水泵提供时,申同嘴水库的下泄流量范围(测试数据)

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