射流泵补气

尾水管涡带与补气需求

混流式水轮机在部分负荷工况下运行时，尾水管中往往出现涡带。这种空腔涡带在尾水管内做周期性运动，会产生强烈的压力脉动和功率摆动。向尾水管补入一定的空气量，是破坏尾水管中心涡带、消除压力脉动的较好措施。

自然补气与强迫补气

根据水电站运行经验，当水轮机安装在尾水位以下深度超过 3～4 m 时，由于尾水管内壁静压加大，自然补气便发生困难，这时必须依靠射流泵或空压机等设备进行强迫补气。

补气射流泵工作原理

补气射流泵的工作液体引自蜗壳的高压力水，利用喷嘴射流吸入一定量的自由空气；水与气混合后呈射流状态，向尾水管内的涡带区补给。

补气效果的影响因素

补气效果与射流泵的吸气量、泵的出口压力以及出口端伸入尾水管内的径向距离有关。当射流泵吸气量小于最优补气量时，尾水管内的脉动压力非但没有减小，反而增大。

若射流泵出口压力偏小，或伸入管内距离不够，则补不进空气，而且有时还会出现强烈的噪音。乌江渡水电站运行初期对射流泵补气做了试验，曾遇到类似问题。

设计注意事项

因此，设计补气射流泵时，应重视吸气量、出口压力与伸入距离等关键参数，避免补气不足或参数失配导致脉动加剧、噪音增大等问题。

压缩空气补气与射流泵串联方案

由水轮机导水叶后向转轮区补入压缩空气，实践证明是一种效果较好的补气方法。过去认为压缩空气耗量大而应用不广；实际上，消除混流式水轮机不稳定工况所需要的空气量约为水轮机额定流量（m³/s）的 5%（已换算为大气压力），空气压力为水轮机工作水头的 0.5 倍。

如果在压缩空气管网中串联射流泵，以压缩空气为射流泵的工作流体，使其吸入一定量的自由空气，不仅能够提高补气效果，而且可使电力消耗减少 1/2～1/3。

结语

射流泵补气是破坏尾水管涡带、抑制压力脉动的有效手段。实际工程中应结合电站水头、尾水管布置及最优补气量要求，对射流泵吸气量、出口压力与伸入距离进行专项设计；必要时可采用压缩空气与射流泵串联的方案，以兼顾补气效果与运行经济性。