1.2　国内外研究概况

1.2.1　射流泵的应用概况

射流泵在国外应用较早且较广泛，而在国内的研究和应用却比较慢。射流技术在国外大规模应用，始于20世纪的30～40年代，70年代已得到普遍应用，目前已遍及各个生产部门，主要应用于喷射输送，喷射切割、焊接及喷涂，喷射燃烧及冶炼，喷射传质、制冷及干燥，喷灌、喷洒及消防、喷射钻探及固结，喷射推进，喷射纺织，射流控制等［26，27］。

在水电站，射流泵作为一种重要的辅助设备之一，主要用于水轮发电机组的技术供水与排水、调相压水［28－33］、水轮机虹吸进水管抽气启动及尾水管强制补气等方面，在水电站厂房中可用水喷射制冷装置进行空气调节，还可直接用水库压力水作为工作动力以减少水能与电能之间转换的能量损失。实践证明射流泵供水比其他水泵供水更为可靠和节省费用，适用于50～250m的水头范围，特别是对大容量的机组，采用喷嘴面积可调的射流泵供水，经济效益更好。原苏联于1986年就明文规定，凡有应用条件的水电站，均要用射流泵作为电站机组的技术供排水泵。国内外大中型水电站如美国大古力水电站、原苏联的布拉茨克、奇耳克伊、萨扬－舒申斯克等水电站，我国的龙羊峡、白山、东江、鲁布革、漫湾、西洱河、大寨、腊庄、大峡等水电站，都采用射流泵作为机组技术供排水系统中的主机。

在水电站，尤其是径流式水电站，用射流泵代替普通水泵作机组的技术供、排水泵具有十分明显的经济效益。由于直接利用水电站上游库水，不需多次能量转换，采用射流泵不仅具有造价低、检修工作少、可靠性高、占地面积小、易布置、不用电力作动力、工作不受厂用电源可靠性的影响、不怕受潮与水淹、无需日常维护、汛期可充分利用弃水等优点外，而且每年还可节约大量的厂用电和维修费，具有十分明显的经济效益和社会效益。如云南大寨水电站属径流式电站，该电站汛期存在大量弃水，安装6台射流泵对水轮发电机组进行技术供排水，用射流泵代替普通水泵，每年可节约厂用电216万kW·h。云南漫湾水电站亦为径流式电站，安装供排水射流泵17台，用射流泵代替水泵后，节约水泵设备投资20余万元，每年可节约厂用电1200万kW·h。万安水电站，厂内检修集水井和渗漏集水井内各设置一台射流泵进行排污，排污效果很好。浙江金溪干流上的范厝水电站，用射流泵作为轴流式水轮机顶盖上的排水泵，克服了以前普通水泵运行不可靠的缺点。因此，射流泵在水电站中的一些场合，具有其他水泵不可替代的作用，但目前射流泵在我国水电站的普及率仍较低，除射流泵在我国被应用于水电站的历史还相对较短，用户对其了解较少外，主要是其本身尚存在某些缺点，如效率不高，至今尚无定型产品系列供用户选用，工作水头较高的一些电站存在泵的噪声较大，空蚀剥蚀严重等问题。

在泵站，尤其对于下游水位变幅较大的泵站，利用射流泵与离心泵串、并联以增加离心泵的吸程，可以提高其工作可靠性，降低工程造价。对于上下游水位变幅较大、扬程较低(1～3m)而流量较大的泵站［34］，采用射流泵与离心泵(或轴流泵)并联以增加泵站的流量，这种装置较单独采用离心泵或轴流泵的单位提水成本要低。射流泵还可用于对离心泵抽气充水和对轴流泵虹吸式出水管抽气以辅助起动、泵房排水等。

在水电站与泵站取水建筑物(如前池及取水口)清淤、多泥沙河流水库排沙方面，以及河道、海港疏浚施工及水下采沙等方面，可用射流式泥浆泵挖泥船［35－37］，比离心式泥浆泵的有效作业时间长。为解决小浪底水库高水位排沙问题，黄委会于2006年12月召开了小浪底水库泥沙处理关键技术及装备研讨会，其泥沙易淤难冲的根源在于启动悬浮问题，虽然潜水泵抽吸输送排沙效率较高，但工作可靠性较差，专家们提出了振荡脉冲射流与气举排沙方案与抽吸输送方案(包括潜水泵抽吸输送排沙、射流泵抽吸输送排沙两种方式)。目前深水条件下水库泥沙处理的难度极大，国内外均缺乏可供借鉴的经验、技术和设备。因此，脉冲射流泵在这方面的应用有待深入研究。

此外，利用水库上游压力水，通过射流泵抽吸下游尾水对船闸充水，可缩短出水时间，增加船闸通过能力，减少下泄流量还可增加水电站的发电量。利用射流泵对船闸排泥，如葛洲坝水利枢纽在大江和三江航道上分别设有1号及2号、3号船闸，每座船闸均布置有4个检修排水井，以便船闸检修时能抽干整个闸室或输水廊道内局部阀门段的水体，为了排除深井中的淤泥，保证井内长轴深井泵的正常运行，在各泵井内设置了以射流泥浆泵为主体的排泥系统，射流泵还可作为船舶舱底排水泵，可直接排除污水和泥浆。

在无电源地区，射流泵可供水及井灌，为农牧服务。射流式井泵装置适用于井径80mm以上与井动水位10～150m的深井提水，其效率与长轴离心式深井泵装置效率接近，但成本却降低1/3～1/2，工作可靠，特别适用于含沙的水井提水。在井渠结合的灌区，还可以井泵出口的剩余水头为动力，用射流泵来提高渠道水位，以满足高地灌溉的要求，该装置结构简单，投资少。

在水利工程基坑施工中，以上游围堰水头作为动力，用射流泵排水，能连续工作，很少耗用电力。此外，在给排水工程中，射流泵可用于投药进行水净化消毒和沉淀，也可作为下水道排污用泵和便器冲洗器。在火电站，射流泵可作为燃料燃烧系统的气体喷燃器，在蒸汽锅炉给水系统中作为增压泵，在汽轮机冷凝器中抽不凝气，汽轮发电机组轴承和调节系统的供油，锅炉的排渣、水处理等。在核电站，射流泵被应用于大型沸水反应堆流量再循环系统。在磁流体发电方面，可用射流泵输送高温而且腐蚀性很强的钾盐溶液。在供热、采暖方面，射流泵用于调节室内、外热力网的温度，还可用于抽吸冷凝器集水系统集水等。在消防中，用液气射流泵吸入泡沫剂和空气后再喷射进行消防。在航空及航天方面，在喷气式飞机发动机的喷管内，增加喷射器可以加大发动机推力，并可作为增加推力装置，供垂直起飞用，此外飞机上的供油系统已广泛采用射流泵;在火箭发动机内，射流泵与高速高压燃料泵串联，可以改善后者的吸入性能，防止空蚀的产生;人造卫星上的空间发电装置，也采用射流泵作为增压泵。在建筑施工、矿山与冶金、石油与地质勘探及天然气采集等方面，射流泵都有广泛的应用［38－43］。

目前，射流泵在许多工艺流程中具有显著的优越性和不可替代性，但射流泵有一个明显的缺点，就是其传能与传质效率较低。国内外研究表明:采用脉冲流体作为其工作动力是提高射流泵传能效率的有效途径之一。脉冲射流泵适合于深井提水进行喷滴灌及供水、深井采油、水下挖泥及化工流体输送等场合。

在我国，目前脉冲射流泵仍处于试验研究阶段，实际工程应用实例尚少，在水利水电工程中应用实例鲜见报道，主要原因是目前对其内部流动机理、脉冲流体的控制技术尚未完全了解和掌握，脉冲射流引起的振动等问题尚未完全解决。随着脉冲射流泵技术的不断完善与发展，除了对水电站技术供水质量要求较高外，在水利水电工程的其他方面，脉冲液体射流泵将以其效率较高的优越性逐步得到应用。