[发明专利]一种适用于高扬程水泵压水启动的控制系统及方法

说明书

本发明提供一种适用于高扬程水泵压水启动的控制系统及方法，该控制系统包括制气存储系统和工作系统；所述制气存储系统包括串联的空压机和气罐，所述空压机用于向气罐内充入压力气体，所述气罐与工作系统连接用于向工作系统中输出压力气体；所述工作系统包括水泵以及分别与水泵连接的压气管路和排水管路，所述水泵通过压气管路与气罐连接，所述压气管路上设置有用于将压入水泵的气体排出的排气管路；所述压气管路包括第三压气管路和第四压气管路，所述第三压气管路和第四压气管路分别连接至水泵的前盖板和后盖板处。使用该控制系统及方法能有效克服了水泵机组因没有活动导叶而在水泵压水时压水体积远大于抽水蓄能电站机组的难题。

技术领域

本发明涉及利水电工程技术领域，具体为一种适用于高扬程水泵压水启动的控制系统及方法。

背景技术

大型高扬程水泵机组的起动包括压水启动和带水启动。压水起动方式是电动机带动叶轮启动前，利用压缩空气将叶轮和蜗壳的水位压制至叶轮下，使锥管中水位下降到一定水位范围，水位线距叶轮下平面最优距离为.～.倍吸水管出口直径，开始启动电动机带动叶轮快速达到额定转速，开始排出空气，水位上升，叶轮开始工作，达到一定条件，打开水泵出口工作球阀，将水抽向出水池。

目前国内外大型高扬程泵站压水启动的实例较少，抽水蓄能电站调相压水具有成熟的经验，其调相压水系统由水机设备、尾水管水位量测系统、压气机排气阀门系统及其控制系统、水环形成及排放和蜗壳平压及其控制系统组成。相对于抽水蓄能机组而言，水泵机组没有活动导叶，水泵压水时，需要同时压掉蜗壳、蜗壳至球阀处的管路、叶轮室及吸水管出口段流道的水，压水体积的大小远大于抽水蓄能电站机组所能，对制气存储系统装置的选型带来一定的挑战，且由于蜗壳及吸水管出口段流道顶部高程高于顶盖或底部高程低于座环下平面高程，如何确保这部分水体的压下或排出以及如何安全地排气充水成为工程设计的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高扬程水泵机组压水启动的控制系统及方法，有效克服了水泵机组因没有活动导叶而在水泵压水时压水体积远大于抽水蓄能电站机组的难题。

本发明提供一种适用于高扬程水泵压水启动的控制系统，包括制气存储系统和工作系统；

所述制气存储系统包括串联的空压机和气罐，所述空压机用于向气罐内充入压力气体，所述气罐与工作系统连接用于向工作系统中输出压力气体；

所述工作系统包括水泵以及分别与水泵连接的压气管路和排水管路，所述水泵通过压气管路与气罐连接，所述压气管路上设置有用于将压入水泵的气体排出的排气管路；

所述压气管路包括第三压气管路和第四压气管路，所述第三压气管路和第四压气管路分别连接至水泵的前盖板和后盖板处。

通过空压机预先向气罐中充入一定量的压力气体，将压力气体通过水泵的前盖板和后盖板分别压入，能够从两个方向分别将水泵中的水完全压出，确保蜗壳及其出口流道顶部高程高于顶盖的部分水体顺利压下，和底部高程低于座环下平面高程的部分水体顺利压下，为压水启动提供保障，有效克服了水泵机组因没有活动导叶而在水泵压水时压水体积远大于抽水蓄能电站机组的问题。

进一步地，所述压气管路包括第一压气管路、第二压气管路，所述排气管路包括第一排气管路、第二排气管路，所述第一压气管路和第二压气管路并联，所述第一压气管路通过三通接头与第三压气管路和第一排气管路连接，所述第二压气管路通过三通接头与第四压气管路和第二排气管路连接，所述第一压气管路和第二压气管路上均设置有防止水倒流的止回阀。

所述第一压气管路和第二压气管路上设置的止回阀一方面能够防止上游的水通过排气管路倒流至制气存储系统中，保障运维人员的生命安全；另一方面，压水以及水泵空转完成后能够保证进入水泵中的水不会从压气管路倒流至制气存储系统中。

进一步地，所述排气管路的一端与压气管路连接，另一端延伸至水泵的取水口最高水位以上。