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CN107988991A - 一种输水工程的流量连续调节系统 - Google Patents

一种输水工程的流量连续调节系统 Download PDF

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CN107988991A
CN107988991A CN201610960871.7A CN201610960871A CN107988991A CN 107988991 A CN107988991 A CN 107988991A CN 201610960871 A CN201610960871 A CN 201610960871A CN 107988991 A CN107988991 A CN 107988991A
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CN
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water
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taper
regulating valve
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Pending
Application number
CN201610960871.7A
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English (en)
Inventor
阎秋霞
黄柏洪
陈俊喜
王鑫
王一鑫
宋智
马传波
马亮
赵维炜
郝明
赵鹏飞
胡陈
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INVESTIGATION AND DESIGN INSTITUTE OF WATER RESOURCES AND HYDROPOWER LIAONING PROVINCE
Original Assignee
INVESTIGATION AND DESIGN INSTITUTE OF WATER RESOURCES AND HYDROPOWER LIAONING PROVINCE
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B1/00—Equipment or apparatus for, or methods of, general hydraulic engineering, e.g. protection of constructions against ice-strains
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Control Of Water Turbines (AREA)

Abstract

本发明公开了一种输水工程的流量连续调节系统，其包括上游高位水源、输水管道、混流式水轮机、轴流式水轮机、锥形调流阀、下游用户、流量控制单元，所述混流式水轮机、轴流式水轮机和锥形调流阀通过输水管道并联设置，所述上游高位水源设有水位计，所述混流式水轮机、轴流式水轮机和锥形调流阀上游均设有流量计，所述流量控制单元的数据采集端与所述水位计和所述流量计连接，所述流量控制单元的控制端与所述混流式水轮机调速器、所述轴流式水轮机调速器、所述锥形调流阀控制柜连接。它能够在上游高位水源不同水位情况下，安全、稳定地连续调节输水流量，并根据下游用户需求水量、上游高位水源水位情况进行发电，提高水资源利用率。

Description

一种输水工程的流量连续调节系统
技术领域
本发明涉及水利设施技术领域，具体为一种输水工程的流量连续调节系统。
背景技术
目前应用于输水工程的流量调节设施主要以弧形闸门、调流阀等设备为主。此类设备的流量调节方式为开度控制，虽然控制方式简单，但是设备操作频繁，关键部件易损坏，维修周期短，影响供水保证率。其次，高水头、大流量情况下水流极度紊动，机械振动严重影响使用安全。第三，水流通过设备后，多余能量全部耗散，造成能源浪费。
国内输水工程的上游水源多为调蓄水库，水库水位周期性变化且变化范围较大，另外下游用户用水需求也不断变化，这使得流量调节设施运行工况复杂，单一设备难以满足运行要求。随着国内输水规模越来越大、类似工程越来越多，安全、稳定、经济的进行流量连续调节成为输水工程的一项重要课题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种输水工程的流量连续调节系统，它可以应用于水源水位变幅大，用户流量需求多变的输水工程中，安全、稳定、经济地进行流量连续调节，是一项节能型水利设施。
本发明的技术解决措施如下：一种输水工程的流量连续调节系统，其包括上游高位水源、输水管道、混流式水轮机、轴流式水轮机、锥形调流阀、下游用户、流量控制单元，其中：所述上游高位水源设有水位计，所述混流式水轮机、轴流式水轮机和锥形调流阀上游均设有流量计，所述流量控制单元的数据采集端与所述水位计和所述流量计连接，所述流量控制单元的控制端与所述混流式水轮机调速器、所述轴流式水轮机调速器及所述锥形调流阀控制柜连接。
所述的混流式水轮机、轴流式水轮机和锥形调流阀并联设置，可以根据上游高位水源水位、下游用户需求水量，对设备进行不同组合。例如：混流式水轮机单独运行、轴流式水轮机单独运行、调流阀单独运行、混流式水轮机或轴流式水轮机与调流阀联合运行等。
所述的流量控制单元采集上游高位水源水位信号、下游用户流量需求信号、各设备流量计的流量信号，输出对混流式水轮机、轴流式水轮机和锥形调流阀控制信号。
本发明的有益效果在于：（1）可以在不同水源水位情况下，实现流量连续调节，输出满足用户需求的水量，适用于水源水位变幅较大，用户流量需求复杂的输水工程。（2）通过设备之间并联布置，可以在设备出现故障时互为备用，提高了供水保证率。（3）调节流量过程中能够利用高位水源水能进行发电，提高水资源利用率。
附图说明：说明书附图是本发明的结构示意图。
图中标号（1）为上游高位水源，（2）为输水管道，（3）为混流式水轮机，（4）为轴流式水轮机，（5）为锥形调流阀，（6）为下游用户，（7）为流量控制单元，（8）为水位计，（9）为流量计，（10）为混流式水轮机调速器，（11）为轴流式水轮机调速器，（12）为锥形调流阀控制柜。
具体实施方式：实施例1：见附图所示，输水工程流量连续调节系统，包括两台优选的混流式水轮机（3）、两台优选的轴流式水轮机（4）和两台优选的锥形调流阀（5）通过输水管道（2）并联设置；利用流量控制单元（7）采集下游用户（6）的流量需求信号、水位计（8）的水位信号和流量计（9）的流量信号，并向混流式水轮机调速器（10）、轴流式水轮机调速器（11）和锥形调流阀控制柜（12）输出控制信号。
混流式水轮机（3）、轴流式水轮机（4）和锥形调流阀（5）并联设置的目的在于，利用混流式水轮机（3）的高水头发电特性、轴流式水轮机（4）的低水头发电特性和锥形调流阀（5）的流量调节特性，以上游高位水源（1）水位和下游用户（6）需求流量为控制条件进行发电量与流量匹配。当上游高位水源（1）水位和下游用户（6）需求流量确定的机组水头满足混流式水轮机（3）运行要求时，则系统可以选择混流式水轮机（3）进行流量输出并且发电；当上游高位水源（1）水位和下游用户（6）需求流量确定的机组水头满足轴流式水轮机（4）运行要求时，则系统可以选择轴流式水轮机（4）进行流量输出并且发电；如果控制条件同时超出混流式水轮机（3）和轴流式水轮机（4）的发电范围，则利用锥形调流阀（5）进行流量调节。另外，在混流式水轮机（3）和轴流式水轮机（4）因其他原因（如机组检修）不能参与流量调节时，可临时利用锥形调流阀（5）进行流量调节。
流量控制单元（7）输出流量调节信号后，通过采集流量计（9）的流量信号与下游用户（6）的流量需求信号进行对比，以完成流量调节过程。

Claims (3)

1. 一种输水工程的流量连续调节系统，包括上游高位水源 （1）、输水管道（2）、混流式水轮机（3）、轴流式水轮机（4）、锥形调流阀（5）、下游用户（6）、流量控制单元（7），其特征是：所述上游高位水源（1）设有水位计（8），所述混流式水轮机（3）、轴流式水轮机（4）和锥形调流阀（5）上游均设有流量计（9），所述流量控制单元的数据采集端与所述水位计（8）和所述流量计（9）连接，所述流量控制单元（7）的控制端与所述混流式水轮机调速器（10）、所述轴流式水轮机调速器（11）、所述锥形调流阀控制柜（12）连接。
2.根据权利要求1所述的输水工程流量连续调节系统，其特征是：所述的混流式水轮机（3）、轴流式水轮机（4）和锥形调流阀（5）通过所述输水管道（2）并联设置。
3.根据权利要求1所述的输水工程流量连续调节系统，其特征是：所述的流量控制单元（7）采集所述下游用户（6）流量需求信号、所述水位计（8）水位信号、所述流量计（9）流量信号，输出对所述混流式水轮机调速器（10）、所述轴流式水轮机调速器（11）、所述锥形调流阀控制柜（12）的控制信号。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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Application publication date: 20180504

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