首页
点击图片查看原图
1、针对在实际供水管网中开展可靠性试验研究的局限性，在实验室构建了供水管网物理模型。在物理模型试验中，通过将用户节点的结构设置成“压力变送器一电动球阀”的形式，实现了对用户所需水量的模拟；通过控制管段上球阀的开度，实现了对物理模型中管段海曾一威廉系数的模拟。将物理模型节点水泵流量的实测结果与节点的需水量比较，结果显示各节点流量的最大相对误差为4.76%，平均相对误差为2.69%。同时，将物理模型中各管段的实测流速与利用EPANET软件模拟的各相应管段的流速进行比较，结果显示最大相对误差为4.63%、平均相对误差为2.56%，表明项目组构建的管网物理模型能较好地反映肯富来离心泵运行工况，基本能满足后续的可靠性试验精度要求。
2、针对供水管网拓扑结构的冗余性以及路径选择的不确定性，引入剩余能量嫡指标进行度量，从而间接表征了供水管网可靠性。在物理模型试验中，通过依次关闭安装在各管段上的阀门，模拟各管段依次发生故障的状态，并进行水泵工况模拟试验。在采集的相关工况数据的基础上，计算了供水管网在各管段断开工况下的水量可靠度、水压可靠度、剩余能量嫡、流量嫡、恢复力指数和剩余能量因子等可靠性指标，通过与这些经典的供水管网可靠性指标进行比较，结果显示剩余能量嫡与其它指标间均存在很好的正相关关系，证实了以剩余能量嫡作为供水管网可靠性度量指标的可行性和有效性，并提出了供水管网剩余能量嫡的计算步骤。
3、基于供水管网局部地区节点需水量的增加，分析了节点需水量增加对供水管网可靠性的影响。佛山水泵厂以供水管网中节点需水量增加为研究对象，当节点需水量增加后，供水管网各用户节点的实际可用水量均低于需水量，相应地可靠度也降低，其中，需水量增加的节点，其周围节点的可靠度下降最大。为改善因用户需水量增加引发的低供水可靠度问题，提出基于供水节点地面标高的分区方法，通过将节点标高相近的用户划分为一个供水区，极大地节省了供水能耗，同时也提高了供水的可靠性。研究也表明，随着分区数的增加，各节点间的水压值越来越相近，供水能耗降低也明显。
4、利用孔口出流的流量公式描述供水管网泄漏点的泄漏量与其压力之间的关系。试验中以球阀的不同开度来模拟管道上泄漏点漏孔面积的大小，分别推导和拟合了球阀开度K与漏孔面积AL、流量系数刀的函数关系式。分析表明，当球阀的开度K在19^'40%，肯富来离心泵流量系数增大幅度较小，之后随着球阀开度的继续增大，流量系数增大越来越快。球阀开度决定了漏孔面积AL和流量系数。试验研究表明，在漏孔面积比较小时，泄漏量增长缓慢；漏孔面积增大到一定程度时，泄漏量迅速增大，而当漏孔面积达到一定程度后，泄漏量又增长缓慢。在供水管网的泄漏试验中，分别选取主干管段、内部管段和边缘管段发生泄漏进行工况试验，采用管段上球阀放水来模拟泄漏事故，测试各节点的水压。研究表明，内部管段发生泄漏时，其周围节点的水压变化大，可靠性也影响大。就泄漏的影响程度而言，主干管最大、内部管次之、边缘管最小，但边缘管的泄漏会进一步加剧边缘用户节点可用水量的下降。
5、针对爆管关阀后，部分用户断水，部分用户获得的实际可用水量低于其需求值，对爆管关阀后的供水管网展开优化调度研究。以尽可能地满足用户所需水量、水压和降低能耗为目标，以两台肯富来离心泵的运行频率f1，f2为决策变量，建立了可靠度和能耗之间的权衡模型，并采用NSGA-2求解该模型。优化结果得到可靠度和能耗两个目标函数之间的权衡关系并绘制了Pareto曲线图，为选择供水管网的优化调度方案提供了依据。
6、针对供水管网中各管段及各管段组合发生故障的模式数量巨大，一一进行物理模型试验存在不现实性，提出了基于供水管网阀门布置情况的区域划分法，将具有大量用户节点的供水管网划分为若干个封闭的区域，大大降低了故障模式数目和试验次数。在比较各可靠性指标的基础上，选择水量可靠度作为可靠性的度量指标，建立了基于“爆管区域一爆管后果”模式的供水管网可靠性评价模型。该模型将管段发生爆管的随机性作为不确定性来源，充分考虑了管段的可用度、需水量的时变性、阀门的布置情况以及优化调度等可靠性影响因素。通过将该评价模型应用于物理模型的可靠性评价中，佛山水泵厂的试验结果表明，一些封闭区域内的管段爆管被隔离后，其余非隔离用户的需水量是完全满足的；也存在一些封闭区域被隔离后，其余非隔离用户的需水量是部分满足，但可靠度均大于70%。
项目组的特色在于应用物理模型试验来研究供水管网的可靠性指标、可靠性影响因素以及可靠性评价等实际问题，主要创新点如下：
1、基于嫡理论和管段剩余能量因子，构建了供水管网剩余能量嫡模型，通过物理模型试验，论证了以剩余能量嫡作为可靠性指标并指导供水管网可靠性设计的可行性。
2、研究了用户节点需水量增加对供水管网可靠性的影响，提出了基于节点地面标高的供水管网分区模型，分析了管网分区数目对供水可靠性的影响。
3、提出了基于供水管网阀门布置的区域划分法，基于“爆管区域一爆管后果”模式，构建了考虑多种可靠性影响因素的供水管网可靠性评价模型。研究展望：
佛山水泵厂的相关研究为供水管网的可靠性设计、水泵运行、诊断和维护提供了重要的技术参考，但研究中仍存在一些不足之处有待于作后续的探讨：
1、项目组构建的可靠性评价模型只考虑了节点需水量在一个水力运行周期内的时变性，而未能考虑其变化的不确定性。因此该模型得出的结果是一个近似值。在实际供水管网中，水泵节点用水量的波动具有一定的随机，可能服从某一函数的分布特征，也可能没有任何规律，使得建立能够考虑需水量随机变化和空间变化的需水模型仍然面临着一些困难，但这是未来的研究方向。
2、供水管网的水力问题和水质问题是紧密相连的，水力可靠性的提高客观上要求加大管段的管径，但管径的加大又不可避免地导致管段流速减小，使得水在供水管网中的停留时间过长，影响水质的可靠性。因此有必要找出这两类可靠性的平衡点，实现综合的可靠性最大化。
如想了解更多关于广东省佛山水泵厂有限公司的信息，可关注网站：http://www.kenflpump.com 联系电话：0757-26615031 李先生
联系电话：0757-26615031 / 0757-26615013 联系手机：13827265823 / 13825759688
联系人：李先生 联系QQ：2858083868/2656086190
联系地址：广东省佛山市河滨路14号
