韋昌明

摘 要：本文主要介紹射流泵的原理及特點，以及在電站供排水系統(tǒng)中的作用，說明采用射流泵在水電站供排水系統(tǒng)中的可行性。

關(guān)鍵詞：射流泵;能量轉(zhuǎn)換;相對值

1? 前言

按泵的定義及作用原理分類，泵主要分為葉片式泵、容積式泵和其他類型泵。最常用的是離心泵和軸流泵，它們都屬于葉片式泵，這兩種泵的使用頻率相當(dāng)高，它們的理論、設(shè)計、運行以及優(yōu)缺點已是眾所周知。但其他類型泵中的射流泵在各個領(lǐng)域中卻鮮有采用，特別在水電站應(yīng)用中更少提及。因此筆者將在此試述射流泵在水電站供排水系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。

2? 射流泵的工作原理

射流泵是一種利用高速液體射流形成的負(fù)壓抽吸流體，使被抽流體增加能量的機(jī)械。它由噴嘴1、吸入室2、混合管3、擴(kuò)散管4、吸水管5、壓出管6等主要部件構(gòu)成（如下圖所示）。

高壓流體經(jīng)噴嘴1形成射流，以很高的速度噴射出來，壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，由于流速很大，射流質(zhì)點的橫向紊動擴(kuò)散作用將吸入室2中的空氣帶走，形成負(fù)壓區(qū)，低壓流體通過吸水管5被吸進(jìn)吸入室2。低壓流體與高壓射流在混合管3（又稱喉管）內(nèi)混合，并經(jīng)碰撞進(jìn)行能量交換，高壓流體的速度減小，低壓被吸流體的速度增加。在混合管出口，二者趨近一致，且因兩股流體混合使靜壓力逐漸上升，混合流體經(jīng)擴(kuò)散管4大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，使壓力進(jìn)一步提高，最后經(jīng)壓出管6排出。

3 射流泵在水電站供排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

射流泵無轉(zhuǎn)動部分，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制造、安裝方便，成本較低;可作為管路系統(tǒng)的一部分，容易布置，所占廠房面積較小。它不用電作動力，不受廠用電源可靠性的影響，且不怕潮濕，不怕水淹，工作可靠;同時，射流泵的噪音低，運行平穩(wěn)，出口壓力和流量波動小，機(jī)組冷卻效果好。

由于射流泵具有上述特點，可適用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域中，尤其在水電站供排水系統(tǒng)中有其特殊的應(yīng)用。射流泵在電站供排水系統(tǒng)中可能應(yīng)用的場合如下：

（1）當(dāng)水電站水頭為80～160m時，宜采用射流泵供水（如下圖所示）。

工作時，由上流水庫取水作為高壓工作液流，在射流泵內(nèi)形成射流，抽吸下游尾水，兩股液流相互混合，形成一股壓力居中的混合液流，作為機(jī)組的技術(shù)供水。上游壓力水經(jīng)射流泵后，水壓減小，不需再進(jìn)行減壓，原減壓所消耗的能量被利用來抽吸下游尾水，增大了水量，供水量是上下游取水量之和。

射流泵供水是一種兼有自流供水和水泵供水特點的供水方式，它運行可靠，維護(hù)簡單，設(shè)備和運行費用較低，已經(jīng)得到設(shè)計和各使用部門的重視。國內(nèi)一些新設(shè)計的水頭適宜的水電站，正在研究采用射流泵供水的可行性，并進(jìn)行各種試驗研究，以確定射流泵的最優(yōu)參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。

（2）用作頂蓋排水泵，布置比較方便。

（3）用作滲漏排水泵，不依靠廠用電作動力，工作可靠。射流泵用在滲漏排水的優(yōu)點，在于它不是以電作動力，即使出現(xiàn)全廠失去用電的情況，仍可保證滲漏排水系統(tǒng)的正常工作，不致于造成水淹事故，這對以電能為動力來源的其他泵型，都是不可能做到的。但射流泵的效率很低，一般在有高壓水源或氣源的條件，耗水氣與耗電經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后可采用射流泵作為滲漏排水的備用泵或工作水泵。

（4）用作檢修排水泵。射流泵可安裝在檢修集水井或廊道中，不需設(shè)啟動充水設(shè)施。除用上游上庫作工作水源外，還可在深井或廊道上方裝離心泵為射流泵提供高壓水，此離心泵自下游取水，只要裝于下游檢修尾水位以下，便可自動充水。利用離心泵提供的小流量高壓水，換取大量低壓水。這種方案比采用深井泵設(shè)備投資較小，安裝、運行維護(hù)要求較低，經(jīng)濟(jì)合理。

（5）用作離心泵的充水啟動設(shè)施（如下圖所示）。

設(shè)置射流泵，不裝底閥，利用射流泵高速射流形成的真空，將離心泵內(nèi)的空氣吸進(jìn)混合室，與射流混合成為乳狀的水氣混合流體，通過擴(kuò)散管排掉。當(dāng)射流泵排出的水從霧狀變?yōu)榍逅畷r，就表示水泵已充滿水。

4? 射流泵的參數(shù)選擇

前面已述，由于依靠流體碰撞傳遞能量，有較大的能量損失，故其效率較低，不同的使用方式效率各有不同。根據(jù)試驗研究，用于排水時最高效率約為30%～50%，用于供水時最高效率約為60%左右。因此，為了實現(xiàn)使射流泵裝置在高效區(qū)工作，必須正確地確定射流泵的參數(shù)。

射流泵的參數(shù)通常用相對值來表征，常用的參數(shù)有：

正確地確定參數(shù)，據(jù)以設(shè)計射流泵，將使射流泵裝置在高效率區(qū)工作，以滿足工作要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 泵與泵站（第六版）：中國建筑工業(yè)出版社。

[2] 水能利用：水利電力出版社。

[3]水電站自動化：電力工業(yè)出版社。

[4] 水電站機(jī)電設(shè)計手冊。