射流泵在水电站供排水系统中的应用

韦昌明

摘 要：本文主要介绍射流泵的原理及特点，以及在电站供排水系统中的作用，说明采用射流泵在水电站供排水系统中的可行性。

关键词：射流泵;能量转换;相对值

1  前言

按泵的定义及作用原理分类，泵主要分为叶片式泵、容积式泵和其他类型泵。最常用的是离心泵和轴流泵，它们都属于叶片式泵，这两种泵的使用频率相当高，它们的理论、设计、运行以及优缺点已是众所周知。但其他類型泵中的射流泵在各个领域中却鲜有采用，特别在水电站应用中更少提及。因此笔者将在此试述射流泵在水电站供排水系统中应用的可行性。

2  射流泵的工作原理

射流泵是一种利用高速液体射流形成的负压抽吸流体，使被抽流体增加能量的机械。它由喷嘴1、吸入室2、混合管3、扩散管4、吸水管5、压出管6等主要部件构成（如下图所示）。

高压流体经喷嘴1形成射流，以很高的速度喷射出来，压力能转变为动能，由于流速很大，射流质点的横向紊动扩散作用将吸入室2中的空气带走，形成负压区，低压流体通过吸水管5被吸进吸入室2。低压流体与高压射流在混合管3（又称喉管）内混合，并经碰撞进行能量交换，高压流体的速度减小，低压被吸流体的速度增加。在混合管出口，二者趋近一致，且因两股流体混合使静压力逐渐上升，混合流体经扩散管4大部分动能转变为压力能，使压力进一步提高，最后经压出管6排出。

3 射流泵在水电站供排水系统中的应用

射流泵无转动部分，结构简单、紧凑，制造、安装方便，成本较低;可作为管路系统的一部分，容易布置，所占厂房面积较小。它不用电作动力，不受厂用电源可靠性的影响，且不怕潮湿，不怕水淹，工作可靠;同时，射流泵的噪音低，运行平稳，出口压力和流量波动小，机组冷却效果好。

由于射流泵具有上述特点，可适用于国民经济的各个领域中，尤其在水电站供排水系统中有其特殊的应用。射流泵在电站供排水系统中可能应用的场合如下：

（1）当水电站水头为80～160m时，宜采用射流泵供水（如下图所示）。

工作时，由上流水库取水作为高压工作液流，在射流泵内形成射流，抽吸下游尾水，两股液流相互混合，形成一股压力居中的混合液流，作为机组的技术供水。上游压力水经射流泵后，水压减小，不需再进行减压，原减压所消耗的能量被利用来抽吸下游尾水，增大了水量，供水量是上下游取水量之和。

射流泵供水是一种兼有自流供水和水泵供水特点的供水方式，它运行可靠，维护简单，设备和运行费用较低，已经得到设计和各使用部门的重视。国内一些新设计的水头适宜的水电站，正在研究采用射流泵供水的可行性，并进行各种试验研究，以确定射流泵的最优参数和结构尺寸。

（2）用作顶盖排水泵，布置比较方便。

（3）用作渗漏排水泵，不依靠厂用电作动力，工作可靠。射流泵用在渗漏排水的优点，在于它不是以电作动力，即使出现全厂失去用电的情况，仍可保证渗漏排水系统的正常工作，不致于造成水淹事故，这对以电能为动力来源的其他泵型，都是不可能做到的。但射流泵的效率很低，一般在有高压水源或气源的条件，耗水气与耗电经过技术经济比较后可采用射流泵作为渗漏排水的备用泵或工作水泵。

（4）用作检修排水泵。射流泵可安装在检修集水井或廊道中，不需设启动充水设施。除用上游上库作工作水源外，还可在深井或廊道上方装离心泵为射流泵提供高压水，此离心泵自下游取水，只要装于下游检修尾水位以下，便可自动充水。利用离心泵提供的小流量高压水，换取大量低压水。这种方案比采用深井泵设备投资较小，安装、运行维护要求较低，经济合理。

（5）用作离心泵的充水启动设施（如下图所示）。

设置射流泵，不装底阀，利用射流泵高速射流形成的真空，将离心泵内的空气吸进混合室，与射流混合成为乳状的水气混合流体，通过扩散管排掉。当射流泵排出的水从雾状变为清水时，就表示水泵已充满水。

4  射流泵的参数选择

前面已述，由于依靠流体碰撞传递能量，有较大的能量损失，故其效率较低，不同的使用方式效率各有不同。根据试验研究，用于排水时最高效率约为30%～50%，用于供水时最高效率约为60%左右。因此，为了实现使射流泵装置在高效区工作，必须正确地确定射流泵的参数。

射流泵的参数通常用相对值来表征，常用的参数有：

正确地确定参数，据以设计射流泵，将使射流泵装置在高效率区工作，以满足工作要求。

参考文献

[1] 泵与泵站（第六版）：中国建筑工业出版社。

[2] 水能利用：水利电力出版社。

[3]水电站自动化：电力工业出版社。

[4] 水电站机电设计手册。