劉 軍，施 偉，徐 磊，陸林廣

(1.南水北調(diào)東線江蘇水源有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210029；2.揚(yáng)州大學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225009)

隨著全球異常及極端氣候出現(xiàn)的增多和特大洪澇旱災(zāi)的頻發(fā)，大型低揚(yáng)程泵站在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的平原地區(qū)所發(fā)揮的保障作用日益突出。預(yù)計今后數(shù)十年我國還將陸續(xù)建設(shè)一批大中型低揚(yáng)程泵站，國家重點(diǎn)工程南水北調(diào)東線二期工程和淮河入海水道二期工程也將于近幾年內(nèi)開工建設(shè)。南水北調(diào)東線一期工程的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求大大促進(jìn)了大型低揚(yáng)程泵裝置關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程。為進(jìn)一步提高江蘇和全國大型低揚(yáng)程泵站的泵裝置水力設(shè)計水平和工程建設(shè)質(zhì)量，滿足我國南水北調(diào)東線二期等重大工程大型低揚(yáng)程泵站建設(shè)的需要，有必要對南水北調(diào)東線一期工程低揚(yáng)程泵裝置水力設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行較為深入系統(tǒng)的總結(jié)與提煉。

1 南水北調(diào)工程水泵模型同臺測試主要成果

為滿足南水北調(diào)東線工程高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的需要，水利部調(diào)水局于2004年組織開展了低揚(yáng)程水泵模型的同臺測試工作。水泵模型同臺測試任務(wù)由中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司承擔(dān)，該公司的水力機(jī)械試驗臺(以下簡稱“天津試驗臺”)按高標(biāo)準(zhǔn)建成了具有公正性、專業(yè)性和權(quán)威性的高精度試驗臺，為保證水泵同臺測試的質(zhì)量提供了必要的基礎(chǔ)條件。

1.1 水泵模型同臺測試主要成果

水泵模型同臺測試工作于2004年11月30日向社會公開征集適用于南水北調(diào)東線工程的水泵模型，共有27個水泵模型參試，測試工作于2005年1月結(jié)束。南水北調(diào)工程軸流泵模型同臺測試成果經(jīng)專家評審后向社會公布，主要性能參數(shù)見文獻(xiàn)[1]。同臺測試資料表明：當(dāng)時國內(nèi)軸流泵水泵模型高效區(qū)效率的總體水平達(dá)到84%左右，最高點(diǎn)效率達(dá)到86.7%[1]。

國內(nèi)首次軸流泵模型同臺測試是1981年在中國農(nóng)機(jī)院進(jìn)行的全國性的軸流泵模型同臺測試，共有13個軸流泵模型參試。測試結(jié)果表明，當(dāng)時國內(nèi)軸流泵水泵模型高效區(qū)效率平均為81%左右，最高點(diǎn)效率為84.5%[2-3]。

南水北調(diào)東、中線一期工程除采用進(jìn)口水泵的泵站外，全部采用了南水北調(diào)工程水泵模型同臺測試成果，近十多年來國內(nèi)其他大中型低揚(yáng)程泵站也都普遍采用了水泵模型同臺測試成果。

1.2 水泵裝置模型同臺測試主要成果

從2005年起，南水北調(diào)工程和國內(nèi)其他重要工程的一批大型低揚(yáng)程泵站的泵裝置模型在天津試驗臺進(jìn)行了嚴(yán)格測試，得到了不同型式低揚(yáng)程泵裝置模型的主要性能參數(shù)，為客觀評價低揚(yáng)程泵裝置的水力性能提供了可靠依據(jù)。表1列出了2005—2018年經(jīng)天津試驗臺測試的4種型式低揚(yáng)程泵裝置最高效率的統(tǒng)計結(jié)果。

表1 低揚(yáng)程泵裝置模型效率試驗結(jié)果匯總(天津臺)

2 大型低揚(yáng)程泵裝置水泵選型新方法

大型低揚(yáng)程泵裝置的水泵選型長期采用傳統(tǒng)的求水泵模型測試段性能曲線與泵裝置需要揚(yáng)程曲線交點(diǎn)的方法[4-5]，工程實踐表明這種方法常導(dǎo)致水泵裝置高效區(qū)的揚(yáng)程高于設(shè)計工況點(diǎn)。根據(jù)對大型低揚(yáng)程泵裝置與相應(yīng)水泵模型測試段性能曲線分析比較的結(jié)果[6]，提出了大型低揚(yáng)程泵裝置水泵選型新方法，針對單泵設(shè)計流量和特征揚(yáng)程，選擇合適的水泵模型、調(diào)整葉輪直徑D及轉(zhuǎn)速n，使其滿足以下要求：①泵裝置設(shè)計工況點(diǎn)盡可能位于水泵模型測試段性能曲線的高效區(qū)；②泵裝置設(shè)計工況點(diǎn)所在的葉片角度位于水泵模型測試段性能曲線高效區(qū)的左側(cè)3°左右；③泵裝置最高揚(yáng)程低于水泵模型測試段性能曲線的第一鞍底揚(yáng)程以下。

3 低揚(yáng)程泵裝置流道優(yōu)化水力設(shè)計方法

進(jìn)、出水流道的優(yōu)化水力設(shè)計方法是大型低揚(yáng)程泵裝置的關(guān)鍵技術(shù)之一，在南水北調(diào)一期工程及其他工程的數(shù)十座大型低揚(yáng)程泵站中得到了成功應(yīng)用，為提高我國低揚(yáng)程泵裝置水力設(shè)計水平作出了重要貢獻(xiàn)。經(jīng)過近30年的發(fā)展，建立了基于CFD的低揚(yáng)程泵裝置進(jìn)、出水流道優(yōu)化水力設(shè)計方法，內(nèi)容包括：進(jìn)、出水流道三維形體過流面優(yōu)化水力設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)、約束條件和決策變量，立式泵裝置的肘形進(jìn)水流道、虹吸式出水流道和前置豎井式貫流泵裝置的進(jìn)、出水流道空間形體參數(shù)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，基于決策變量類型的分層次優(yōu)化的進(jìn)、出水流道三維形體過流面的設(shè)計方法，流道水力性能的模型試驗驗證[7-8]。影響大型低揚(yáng)程泵站進(jìn)、出水流道幾何型體的幾何變量比較多，這些變量不同值的組合所形成的流道型體優(yōu)化計算方案將非常之多。為避免遭遇優(yōu)化計算時的“維數(shù)災(zāi)”，提出了分層次優(yōu)化水力設(shè)計方法，將流道優(yōu)化水力設(shè)計分為4個層次：①充分利用已積累的流道優(yōu)化水力設(shè)計的資料、數(shù)據(jù)及經(jīng)驗等，針對泵站的具體情況擬定質(zhì)量較高的流道設(shè)計初步方案；②經(jīng)過對不同決策變量組合的進(jìn)、出水流道過流面性能的大量數(shù)值計算，揭示各個主要決策變量影響進(jìn)、出水流道過流面水力性能的變化趨勢和基本規(guī)律；③進(jìn)行流道次要變量的優(yōu)化計算；④進(jìn)行流道型線的優(yōu)化計算。進(jìn)出水流道的控制參數(shù)、次要幾何參數(shù)和流道型線的優(yōu)化計算需要經(jīng)過多次重復(fù)的過程才能取得令人滿意的結(jié)果。

4 立式低揚(yáng)程泵裝置主要研究成果及應(yīng)用

立式泵裝置具有技術(shù)成熟、安裝方便、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高和投資省、維護(hù)費(fèi)用少等突出優(yōu)點(diǎn)，已在數(shù)百座低揚(yáng)程泵站中得到十分廣泛的應(yīng)用。立式泵裝置應(yīng)用于低揚(yáng)程泵站的主要困難有：①泵裝置在立面方向的布置尺寸較為緊張；②進(jìn)水流道和出水流道均需作90°轉(zhuǎn)向，流道水頭損失相對較大。

4.1 立式泵裝置的流道型式

4.1.1 進(jìn)水流道的主要型式及特點(diǎn)

與低揚(yáng)程立式泵裝置配套使用的主要有肘形、簸箕形和鐘形等3種型式的進(jìn)水流道。這3種型式進(jìn)水流道型體的特點(diǎn)為：肘形進(jìn)水流道型體的變化連續(xù)流暢，簸箕形和鐘形進(jìn)水流道均由吸水箱和喇叭管2個部分組成；肘形進(jìn)水流道高度較大、寬度較小，鐘形進(jìn)水流道高度較小、寬度較大，簸箕形進(jìn)水流道對高度和寬度的要求介于肘形和鐘形進(jìn)水流道之間。3種型式進(jìn)水流道的流場圖見圖1，從圖1可以看到：

圖1 立式泵裝置3種型式進(jìn)水流道的流場圖

(1)肘形進(jìn)水流道內(nèi)流態(tài)平順，水流作90°轉(zhuǎn)向中未產(chǎn)生脫流，經(jīng)流道圓錐段調(diào)整，流道出口處水流趨向于均勻分布和垂直于出口斷面。

(2)鐘形進(jìn)水流道內(nèi)的流動分為2個階段：第1階段是水流在吸水箱內(nèi)的匯集階段，水流從四周進(jìn)入喇叭管；第2階段是水流在喇叭管內(nèi)的整流階段，水流在喇叭管內(nèi)急劇加速，流場得到較快調(diào)整。流道側(cè)后部的水流方向變化和流速梯度較大，易產(chǎn)生旋渦，若旋渦強(qiáng)度達(dá)到一定程度產(chǎn)生附避渦帶將影響到水泵的穩(wěn)定工作。

(3)簸箕形進(jìn)水流道的基本流動形態(tài)與鐘形進(jìn)水流道大體相同，也分為2個階段，但其尾部底面旋渦運(yùn)動較弱，旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度小，基本不會導(dǎo)致附壁渦帶的產(chǎn)生。

研究結(jié)果表明，肘形進(jìn)水流道是大型泵站立式泵裝置中水力性能最好的流道型式。經(jīng)過多年研究開發(fā)和工程應(yīng)用，肘形進(jìn)水流道已發(fā)展成為成熟的進(jìn)水流道型式。南水北調(diào)東線一期工程采用立式泵裝置的14座新建大型泵站全都采用了肘形進(jìn)水流道(表2)。國內(nèi)近10年建設(shè)的其他工程采用立式泵裝置的大中型泵站也都應(yīng)用了肘形進(jìn)水流道。

4.1.2 出水流道的主要型式及特點(diǎn)

應(yīng)用于立式低揚(yáng)程泵裝置的出水流道主要有虹吸式出水流道和低駝峰式出水流道(表2)，其流道流場圖見圖2。

表2 南水北調(diào)東線一期工程14座泵站立式泵裝置水力性能主要參數(shù)

圖2 立式泵裝置2種型式出水流道的流場圖

虹吸式出水流道幾何型體比較復(fù)雜，但水力性能優(yōu)異、斷流方式簡單可靠。虹吸式出水流道進(jìn)口轉(zhuǎn)彎段和上升段內(nèi)的水流擴(kuò)散平緩無脫流現(xiàn)象，受水流慣性和環(huán)量的雙重影響，順?biāo)鞣较蚩粗髁髌诹鞯老陆刀蔚淖髠?cè)上部，流道右側(cè)下部區(qū)域易出現(xiàn)局部旋渦。

低駝峰式出水流道特點(diǎn)是流道先平緩地向上彎曲，形成一個較低的駝峰然后再向下彎曲，以盡可能加大流道的轉(zhuǎn)彎半徑，使流道內(nèi)的水流較為平緩地轉(zhuǎn)向，減輕水流急轉(zhuǎn)造成的脫流，從而減少流道的水頭損失。低駝峰式出水流道轉(zhuǎn)彎段水流轉(zhuǎn)向有序、擴(kuò)散平緩，但在流道下降段，受水流慣性和環(huán)量的雙重影響，順?biāo)鞣较蚩粗髁髌诹鞯雷髠?cè)上部，流道右側(cè)下部區(qū)域出現(xiàn)局部旋渦。

4.2 立式泵裝置在南水北調(diào)東線一期工程的應(yīng)用

南水北調(diào)東線一期工程14座新建大型座泵站采用了立式低揚(yáng)程泵裝置，14座泵站立式泵裝置主要參數(shù)及模型試驗主要結(jié)果列于表2。

根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，南水北調(diào)東線一期工程開工建設(shè)前(2002年以前)，我國立式低揚(yáng)程泵裝置效率的整體水平為70%左右。根據(jù)表2列出的泵裝置模型試驗結(jié)果，可算得南水北調(diào)東線一期工程14座泵站立式泵裝置最優(yōu)工況點(diǎn)效率的平均值為78.3%。與南水北調(diào)東線一期工程開工前的平均水平相比，我國立式低揚(yáng)程泵裝置效率的整體水平提高了約8%。

4.3 建議推廣應(yīng)用的立式低揚(yáng)程泵裝置進(jìn)、出水流道

在南水北調(diào)東線一期工程14座采用立式泵裝置的泵站中，采用虹吸式出水流道和低駝峰式出水流道的泵站各7座。根據(jù)表2所列泵裝置模型試驗結(jié)果，采用虹吸式出水流道7座泵站的泵裝置最優(yōu)工況效率的平均值為79.9%，采用低駝峰式出水流道7座泵站的泵裝置最優(yōu)工況效率的平均值為77.0%。

中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司受南水北調(diào)工程專家委員會的委托，于2018年12月對采用虹吸式出水流道的南水北調(diào)東線一期工程鄧樓站進(jìn)行了現(xiàn)場測試。結(jié)果表明：鄧樓站水泵機(jī)組的啟動和停機(jī)過程迅速、平穩(wěn)，真空破壞閥在水泵機(jī)組啟、停機(jī)過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，達(dá)到預(yù)定要求；該站泵裝置效率基本達(dá)到模型試驗的指標(biāo)[9]。

大型低揚(yáng)程泵裝置多年運(yùn)行、管理的工程實踐證明：虹吸式出水流道采用真空破壞閥斷流，不僅結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可靠性高，而且日常維護(hù)工作量很少[10-11]；低駝峰式出水流道采用液控快速閘門斷流，不僅操控系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行管理技術(shù)要求高，而且維護(hù)工作量大，特別是液壓油缸的油封常需更換[11]。

大量低揚(yáng)程泵站工程研究和實踐成果表明：肘形進(jìn)水流道和虹吸式出水流道是大型泵站立式泵裝置的最佳流道型式。對于虹吸式出水流道不能直接擋洪的泵站，可在出水流道出口設(shè)置擋洪閘門。

5 前置豎井式貫流泵裝置主要研究成果及應(yīng)用

貫流泵裝置最主要的特征是采用臥式軸系，驅(qū)動電機(jī)的掩體(燈泡體或豎井)布置于流道內(nèi)，水泵機(jī)組的主軸無需從流道穿出，因此貫流泵裝置的進(jìn)、出水流道順直貫通不彎曲，流道水頭損失小。對于揚(yáng)程在3m以下的特低揚(yáng)程泵站，采用貫流泵裝置可獲得相對較高的流道效率和泵裝置效率，特別適用于年運(yùn)行時數(shù)多的大流量特低揚(yáng)程泵站。

5.1 前置豎井式貫流泵裝置特點(diǎn)

前置豎井式貫流泵裝置的豎井布置在進(jìn)水流道內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)設(shè)置在豎井內(nèi)，其結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)為：①水泵葉輪采用簡支式軸系，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；②在水泵軸封與導(dǎo)軸承之間設(shè)有隔水腔，軸封滲漏水可通過布置在導(dǎo)葉體葉片內(nèi)的排水管排出；③豎井為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并與泵站底板澆筑為一體，整體穩(wěn)定性特別好。

對前置豎井式貫流泵裝置進(jìn)行優(yōu)化水力設(shè)計的要點(diǎn)為：①采用成熟的優(yōu)秀水泵模型；②對進(jìn)、出水流道(包括豎井外壁)的型線進(jìn)行優(yōu)化水力設(shè)計，設(shè)計流量時的流道水頭損失控制在0.2m以內(nèi)。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計計算的前置豎井式貫流泵裝置的流場圖見圖3?？梢钥吹剑M(jìn)入進(jìn)水流道的水流從豎井兩側(cè)通過，在豎井尾部匯合調(diào)整后進(jìn)入水泵，流道內(nèi)的水流收縮平順、流速變化均勻，流線層次分明；導(dǎo)葉體出口水流旋轉(zhuǎn)進(jìn)入出水流道，出水流道內(nèi)的水流擴(kuò)散平緩、流速變化均勻，流道內(nèi)無任何不良流態(tài)。

圖3 前置豎井式貫流泵裝置流場圖

5.2 前置豎井式貫流泵裝置的應(yīng)用

南水北調(diào)東線一期工程的邳州站采用了我國自主研發(fā)的前置豎井式貫流泵裝置，藺家壩站、金湖站、淮陰三站、韓莊站、二級壩站、泗洪站等6座泵站采用了全套進(jìn)口的后置燈泡式貫流泵裝置。表3列出了這7座泵站貫流泵裝置模型試驗的主要性能參數(shù)統(tǒng)計表。

表3 南水北調(diào)東線一期工程貫流泵裝置模型試驗的主要性能參數(shù)

前置豎井式貫流泵裝置的水力性能優(yōu)異，且具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝檢修方便、造價低等突出優(yōu)點(diǎn)，自成功應(yīng)用于邳州站以來已在50余座大流量低揚(yáng)程泵站得到應(yīng)用[12]。邳州站前置豎井式貫流泵單機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行已超過10 000 h。

5.3 特大型貫流泵裝置的研發(fā)

對貫流泵裝置的研究及應(yīng)用有兩方面的剛性要求：①結(jié)構(gòu)合理，穩(wěn)定性好；②進(jìn)、出水流態(tài)好，水力性能優(yōu)異。貫流泵裝置優(yōu)化設(shè)計研究的總目標(biāo)是在結(jié)構(gòu)設(shè)計和水力設(shè)計兩個方面達(dá)到完美統(tǒng)一。南水北調(diào)二期工程計劃開始之初，面對特大型貫流泵裝置的工程應(yīng)用需求，尚存以下問題：①未對成套進(jìn)口的后置燈泡式貫流泵裝置在消化吸收的基礎(chǔ)上創(chuàng)新發(fā)展；②南水北調(diào)東線一期工程6座泵站3家國外水泵供貨商提供的后置貫流泵裝置沒有進(jìn)行過第三方同臺測試。為了確保特大型貫流泵裝置安全穩(wěn)定和高效運(yùn)行，中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司及時提出了對特大型貫流泵裝置進(jìn)行深入研究的問題，對促進(jìn)我國特大型貫流泵裝置的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

6 泵站水力設(shè)計與水工設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)同優(yōu)化

6.1 大流量泵站協(xié)同優(yōu)化設(shè)計的新理念

大流量泵站是以抽水裝置為核心、以泵組結(jié)構(gòu)為支撐、以泵房結(jié)構(gòu)為依托、以泵站水工建筑物為基礎(chǔ)的復(fù)雜系統(tǒng)。泵裝置水力設(shè)計與泵房水工設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計之間存在著相互依存、相互制約的復(fù)雜關(guān)系。

泵裝置流道的控制尺寸對流道的水力性能和泵站的土建工程量都有較大影響。如：對進(jìn)水流道而言，流道平面方向較小的收縮角有利于水流的均勻收縮，但在流道進(jìn)口寬度和水泵葉輪直徑一定的條件下，較小的收縮角需要較長的流道長度；對于立式泵裝置的進(jìn)水流道，較大的流道高度有利于水流的有序轉(zhuǎn)向和流場調(diào)整，但較大的流道高度需要較大的開挖深度。再如：對出水流道而言，若要求盡可能多地回收流道出口水流的動能，就需要有較大的流道出口斷面尺寸；同時，為了控制流道擴(kuò)散角在一定范圍內(nèi)，以保證水流平緩擴(kuò)散而不致因擴(kuò)散過快而產(chǎn)生脫流及旋渦，需要有較大的流道長度。水力性能優(yōu)異的流道一般要求有較為寬松的流道控制尺寸，對于年運(yùn)行時間較長的泵站，宜適當(dāng)放寬流道控制尺寸；對于年運(yùn)行時間較少的排澇泵站，常更多考慮投資問題。

提高低揚(yáng)程泵裝置水力性能的途徑有好多種，其中，處理好提高流道水力性能與泵站工程設(shè)計之間的關(guān)系是極其重要的一個方面。在泵裝置流道優(yōu)化水力設(shè)計過程中，需要與承擔(dān)泵站工程設(shè)計任務(wù)的設(shè)計院進(jìn)行充分的交流和磋商，兼顧工程投資、泵房結(jié)構(gòu)設(shè)計和流道水力性能等多方面的要求，提出合理調(diào)整流道控制尺寸和泵房布置的建議。

為實現(xiàn)泵站工程整體最優(yōu)化設(shè)計，提出了以水泵機(jī)組安全穩(wěn)定和高效運(yùn)行為總體目標(biāo)，進(jìn)行泵裝置水力設(shè)計與泵房水工設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的協(xié)同優(yōu)化設(shè)計的新理念。

6.2 借助于互相關(guān)決策變量解決協(xié)同優(yōu)化問題

為便于進(jìn)行泵裝置水力設(shè)計與泵房水工設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的協(xié)同優(yōu)化設(shè)計，在流道水力設(shè)計決策變量和泵房水工設(shè)計決策變量的基礎(chǔ)上，引入了新的綜合性的決策變量――對泵裝置水力設(shè)計和泵房水工設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計都有較大影響的互相關(guān)決策變量?；ハ嚓P(guān)決策變量比較多且對流道水力性能的影響規(guī)律不同，為便于指導(dǎo)各設(shè)計單元之間的協(xié)同優(yōu)化，有必要研究這些互相關(guān)決策變量影響流道水力性能的基本規(guī)律。互相關(guān)決策變量比較多，限于篇幅，此處僅以立式泵裝置水泵葉輪中心高程和前置豎井式貫流泵裝置葉輪直徑為例進(jìn)行簡要說明。

(1)立式泵裝置水泵葉輪中心高程的影響

在低揚(yáng)程泵站進(jìn)、出水池水位一定的條件下，立式泵裝置的水泵葉輪中心高程對泵房立面方向的布置(包括泵房底板高程、水泵頂蓋高程、水泵梁高程、電機(jī)梁高程，等)影響很大，對泵裝置進(jìn)、出水流道水頭損失的影響也很大。

(2)前置豎井式貫流泵裝置葉輪直徑的影響

前置豎井式貫流泵裝置葉輪直徑對泵房布置(包括進(jìn)水流道的長度、寬度，出水流道的長度、寬度，等)影響很大；水泵葉輪直徑直接影響到其進(jìn)水流道的收縮角和出水流道的擴(kuò)散角(圖4)。在設(shè)計流量一定的條件下，葉輪直徑愈大，進(jìn)水流道的收縮角愈小、出水流道的擴(kuò)散角也愈小，愈有利于改善進(jìn)、出水流態(tài)和減少流道水頭損失；但葉輪直徑愈大，泵站的設(shè)備投資愈大。

圖4 不同葉輪直徑前置豎井式貫流泵裝置對比

對于互相關(guān)決策變量的研究，一般是根據(jù)設(shè)計院的要求和泵站的具體情況有針對性地進(jìn)行，掌握最重要互相關(guān)決策變量的基本規(guī)律，為合理調(diào)整互相關(guān)決策變量提供依據(jù)。在此過程中，需與設(shè)計院進(jìn)行充分的交流協(xié)調(diào)，確定互相關(guān)決策變量調(diào)整的最佳方案，力爭實現(xiàn)泵裝置水力設(shè)計與泵房水工設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的協(xié)同優(yōu)化。

6.3 流道優(yōu)化水力設(shè)計工作的時間安排

大型泵站的建設(shè)過程一般需要經(jīng)歷項目建議書、可研、初步設(shè)計和招投標(biāo)、施工等不同的階段。為便于實現(xiàn)泵裝置水力設(shè)計和泵站工程設(shè)計的協(xié)調(diào)和同步優(yōu)化，最好能在初步設(shè)計階段的初期就能啟動流道優(yōu)化水力設(shè)計。因為流道設(shè)計尺寸的改動可能涉及很多張圖紙，牽一發(fā)而動全身。如果在初步設(shè)計后期或水泵設(shè)備招投標(biāo)階段才開始安排進(jìn)行泵裝置優(yōu)化水力設(shè)計工作，此時泵房水工設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計工作已基本完成，甚至已開始繪制施工圖，在這種情況下進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，則很有可能導(dǎo)致過大的工程圖紙修改工作量，有時還會遇到投資和施工方面的困難，一般很難取得好的效果。

7 結(jié) 語

我國低揚(yáng)程泵站的發(fā)展已經(jīng)走完差不多一個甲子的歷程，是世界上低揚(yáng)程泵站總裝機(jī)容量最多的國家。南水北調(diào)東線一期工程的建設(shè)促進(jìn)了低揚(yáng)程泵站的關(guān)鍵技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，但低揚(yáng)程泵站還有些關(guān)鍵技術(shù)有待進(jìn)一步研發(fā)與提高，如：特大型貫流泵裝置的優(yōu)化設(shè)計，流道現(xiàn)場施工對過流面型線的誤差控制，泵站現(xiàn)場測試與分析研究等。南水北調(diào)東線二期工程的建設(shè)即將開始，我國水泵行業(yè)將在技術(shù)方面逐步跟上水輪機(jī)行業(yè)的步伐，相信我國大型低揚(yáng)程泵站的技術(shù)將進(jìn)入一個新的發(fā)展階段。