Волго-Донской судоходный канал Насосная станция № 31
Объект: Волго-Донской судоходный канал. Насосная станция № 31.
Владелец: ФБУ «Администрация Волго-Донского бассейна внутренних водных путей».
Местоположение: Россия, Волгоградская область, п. Пятиморск.
Срок реализации: Ноябрь 2019 г.
Сведения об объекте.
Волго-Донской судоходный канал введен в эксплуатацию в 1952 году, он обеспечивает судоходство между Волгой и Доном и является крупным гидротехническим сооружением. Протяженность канала 101 км. Он имеет 13 судоходных однокамерных шлюзов. Волго-Донской канал полностью накачной, питание водой осуществляется из Цимлянского водохранилища с помощью трех расположенных каскадом насосных станций каждая мощностью 45 мЗ/с.
Задача:
В рамках реализации комплексного проекта реконструкции Волго-Донского судоходного канала осуществлено техническое перевооружение насосной станции № 31 (агрегаты № 1, 2 и 3). Специалистами ООО НКФ «Волга» выполнено рабочее проектирование, поставка оборудования, шефмонтаж и пусконаладка по проекту «Система измерения расхода на насосной станции № 31 Волго-Донского судоходного канала».
Решение:
Имея ввиду значительные размеры всасывающих камер насосных агрегатов и высокие требования к надежности непрерывных измерений объемного расхода и объема воды, с учётом класса гидротехнических сооружений стратегического назначения, внутри каждой из всасывающих камер был установлен измерительный створ специализированного ультразвукового расходомера, принцип измерения которого основан на многолучевом акустическом времяимпульсном методе. Каждый из измерительных створов имеет по 4 акустических луча, расположенных в одной плоскости под углом к оси водовода, формируемых восемью первичными акустическими преобразователями. С целью увеличения надежности работы системы каждый акустический преобразователь оснащен дублированными излучающими элементами.
Всасывающие камеры имеют сложную сужающуюся по ширине и высоте форму, что определяет наличие неустановившееся турбулентного течения с продольными составляющими вектора осредненной скорости в каждой точке потока. Для обеспечения максимально возможной точности измерений и выбора оптимального положения акустических лучей было выполнено специальное гидродинамическое моделирование (CFD) при различных режимах работы – действующих напорах и углах поворота лопастей рабочего колеса каждого насосного агрегата. Также исследовалось влияние ассиметричных режимов работы насосной станции – комбинация работы различных агрегатов. Это позволило определить наилучшее положение измерительного створа. В процессе проведения пусконаладочных работ была осуществлена валидация данных математической модели натурными данными по каждому из лучей многолучевого ультразвукового расходомера.
Т.к. станция была построена почти 70 лет назад, и возможны отклонения геометрии от проектных значений, с целью максимально точного описания расчетной области математической модели, а также качественного проектирования и монтажа измерительной системы, специалистами НКФ Волга была проведена подробная высокоточная съемка реального состояния внутренней поверхности всасывающих камер и установленных впоследствии акустических преобразователей.
Все подводные элементы измерительной системы - монтажные элементы акустических преобразователей расходомера, элементы креплений измерительного створа, кабельные каналы и специальные напорные сальники для вывода кабелей из напорной зоны - выполнены из нержавеющей стали, что гарантирует максимальную долговечность расходомера в реальных условиях работы гидротехнического сооружения.
