长距离重力流输水工程首末两端阀门关阀方案研究

鉴于长距离重力流输水工程中由关阀引起的水锤问题威胁输水系统的安全,需要制定合理的关阀方案方能有效减小水锤的影响。以某长距离重力流输水工程为例,依据水锤计算基本原理,利用Bentley Hammer软件建立水锤计算模型,分别对管线首末两端阀门采用线性关闭、两阶段关闭2种关阀方案进行分析研究。结果表明,两阶段关阀方案明显优于线性关阀。首端阀门两阶段关闭时能够完全消除管线负压,更有利于工程的安全运行;末端阀门两阶段关闭时能有效降低水锤压力,减少关阀时间,提高系统响应速度,增加管道安全富裕度。     

气垫调压室联合单向塔的停泵水锤防护研究

针对某长距离、大流量、高扬程泵站加压供水工程,对事故停泵进行模拟。结合工程地形特征,提出采用气垫调压室和单向塔联合防护的方法,并结合管道压力控制要求,对泵后阀门关闭规律及调压室阻抗孔径进行敏感性分析。结果表明,气垫调压室可有效防护停泵水锤及泵后阀快速关闭产生的关阀水锤,单向塔解决了气垫调压室持续补水导致的局部高点低压问题,保护了高点管段安全。联合防护方案可显著减小气垫调压室体积,节约工程成本。另外,泵后阀关闭规律及气垫调压室阻抗孔面积对管道的水锤压力影响较大,关阀过快或阻抗孔口面积过大会导致管道正压超标;关阀过慢或阻抗孔口面积过小会导致管道出现较大负压,具体工程需结合过渡过程模拟进行优化,对于本工程,经过模拟优化,阻抗孔口直径取0.8 m,泵后阀采用5 s直线关闭,结果可满足调保计算要求。     

长距离重力流输水系统水锤模拟及其防护研究

针对长距离重力流输水系统中的水锤防护问题,以山西省乡宁县县城重力流供水工程为背景,依据水锤计算的基本原理,建立水锤计算模型、末端调流调压阀边界条件及超压泄压阀边界条件,通过数值模拟计算,提出了重力流输水条件下的水锤防护新思路。根据输水管线的稳态运行情况,首先确定了输水管线在末端调流调压阀不同线性关闭方式下的水锤压力变化规律,得出阀门最优关闭时间为1 200s;其次,经优化计算,使用24个空气阀与2台超压泄压阀联合防护,可以确保工程安全运行。研究成果可为重力流工程设计提供参考。     

制药水系统的水锤问题与解决

阀门的完全关闭时间与水锤波相长之间的差异,是产生阀门关闭水锤升压冲击力的直接原因.当水锤升压直接作用于阀体(管道)且冲击力＞阀门(管材)的最大耐压时,导致阀门(管道)受损甚至导致事故停机.计算结果表明,水锤发生时,直接水锤冲击力＞阀门最大耐受工作压力.工程实践应用证明,延长蝶阀的完全关闭时间到一定值时,直接水锤冲击力可被耗散到难以察觉的程度,水锤破坏性得以消除.     

超超临界百万千瓦汽轮机主调阀流场非稳态数值研究

采用计算流体力学商用Fluent软件,对某百万千瓦超超临界汽轮机主调阀系统(主汽阀和调节汽阀组成的进汽系统)正常运行时的蒸汽稳态流场和快速关闭时的非稳态流场进行了全三维数值计算及分析.结果表明:稳定工作状态下,阀门全开时的阀组总压损失约为进口总压的1.23%,其中调节汽阀损失占总损失的57.52%;主汽阀、调节汽阀都为快开特性的阀,它们的相对升程大于30%时流量基本不可调.采用Fluent中的动网格技术,计算分析了调节汽阀从全开到快速关闭的非稳态过程中蒸汽的流动特性,并给出了调节汽阀快速关闭时的行程、流量及阀后压力与关闭时间的动态曲线.     

长距离加压重力流输水工程水锤防护研究

针对高点前泵站加压、高点后重力自流的长距离供水工程，事故掉电时末端阀门采用一段直线关闭，为了满足压力控制标准需较长的关阀时间无形中加大了防护措施的规模、增加了投资。为此，采用折线关阀规律，在优化压力的同时减少防护措施体积，采用特征线法通过FORTRAN编程对各方案进行验算，并针对主要参数进行影响因素分析。实例应用结果表明，在保证压力符合要求的前提下相同关阀时间内折线关阀相比于直线关阀可减少防护措施体积、降低工程造价。     

泵后球阀兼作泄压阀的水锤防护研究

对于高扬程泵后设置空气罐防护的输水工程,水泵断电时输水系统的倒流动力往往很大。针对输水系统倒流动力过大而导致所需空气罐体积剧增的问题,提出了一种泵后球阀兼作泄压阀的水锤防护方案,建立了泵后球阀的数学模型,并分析了泵后球阀"先关后开再关"操作方案的可行性。结合实际长距离供水工程,对比分析了泵后球阀一段直线关闭、球阀两段折线关闭与泵后球阀"先关后开再关"操作方式的水锤防护效果,并对泵后球阀开启阶段的目标开度进行了敏感性分析。结果表明,泵后球阀采用"先关后开再关"的操作方式能够解决输水管道超压问题,有效减小所需空气罐的体积,但开阀阶段球阀的目标开度不宜过大。     

常用止回阀及其水锤分析

分析了机组给水管道常用止回阀的结构,并研究了停泵或管道破裂时有无止回阀以及不同类型止回阀对管道流速和系统水锤的影响,并绘制了压力波动曲线。通过研究可知停泵或管道破裂时,关闭控制止回阀比普通止回阀能更好的控制管道的压力波动和削弱关阀引起的水锤,但需合理的设定关闭动作。     

高扬程输水系统泵后阀门关闭规律研究

对于扬程较高的输水系统，水泵抽水断电后产生的停泵水锤通常大于泵后阀门直接关闭产生的直接水锤。基于茹科夫斯基公式及水泵抽水断电的泵后降压规律，研究了泵后阀门关闭规律对输水管道沿线压力的影响，得到了水泵断电后泵后阀门最佳关闭时间的理论值，即T_g=T_d,并结合实际输水工程，采用数值模拟方法对该理论值进行了验证。结果表明，对于高扬程输水工程，水泵抽水断电后，泵后阀门采用提出的理论值可使停泵水锤对输水系统产生的危害最小。     

基于KY PIPE的管道输水工程停泵水锤分析及防护方案研究

当长距离有压输水工程因事故突然断电停泵时,易产生停泵水锤,危害输水系统的安全运行。为减轻停泵水锤对泵站等管道输水系统的危害,基于实际工程,使用KY PIPE 2022软件建立了相应的水锤计算模型,通过数值模拟探究输水系统停泵水锤水力过渡全过程,讨论了两阶段缓闭式止回阀不同关阀程序和气囊式空气罐不同布置方式对水锤防护效果的影响规律。结果表明,止回阀两阶段关阀程序优于线性关阀程序;对于管线前端负压较轻的输水工程,气囊式空气罐在管线中部串联布置相较于首尾布置有更好的经济性和可行性。气囊式空气罐、空气阀和两阶段缓闭式止回阀联合防护方案可有效抑制水泵倒转和水体倒流现象,有效控制管内最大正压和负压,使各项关键参数满足规范要求。     

瓯江引水工程泵站水锤防护研究

事故停泵水锤是长距离有压引水工程需要高度重视的技术问题，针对瓯江引水工程，以最大扬程下4台水泵事故断电作为控制工况，单泵事故断电作为验证工况，开展事故断电水力过渡过程计算分析，将优化泵出口阀门关闭规律作为主要的水锤防护措施。研究表明，泵出口蝶阀拒动情况下，4台水泵同时事故断电工况较单泵事故断电工况管线中压力、流量波动更加剧烈，水泵反转转速均不满足规范要求；泵出口蝶阀优化采用两段折线关闭规律，可以获得较好的水锤防护效果。     

长距离输水管线压力波动预止阀开阀时间对突然停泵水锤低压的影响

针对长距离输水系统事故停泵后易导致水柱分离及产生具有破坏性的断流再弥合水锤的现象,建立了突然停泵管道系统气液两相水锤计算模型及其边界条件,并结合某工程实例,应用特征线法对采用注气微排阀和压力波动预制阀防护措施的防护效果进行数值模拟,对压力波动预止阀在不同开阀时间下管线的负压变化进行比较,得到通过采用延迟开阀时间可有效避免因压力波动预止阀的动作而引起的系统管路负压恶化发生汽化的结论,对装设有压力波动预止阀的输水系统的泵站水锤防护具有重要参考价值。     

基于CFD动网格技术的蝶阀关闭特性研究

为获得不同关闭时间下蝶阀流场特性,通过设定适当的边界条件,采用非结构网格对控制方程组进行离散,利用fluent动网格技术分析不同的蝶阀,关阀时间对水击最大压强及阀板后端涡街长度的影响。结果表明,匀速关闭时增大关阀时间对减小水击压强的作用效果在0.6s前较为明显;在蝶阀关闭过程中,阀板后部出现涡街现象,且涡街长度与关闭时间有关。     

速关组合件控制油路故障与分析

这台机组在静态调试的过程中发现在速关油卸掉，主蒸汽速关阀关闭的情况下，危急保安器挂钩不动作，可调和非调抽汽速关阀速关油均不能卸掉。如果在运行时发生这种情况，并且抽汽速关阀逆止门不严，管网蒸汽会从抽汽管网倒灌人汽轮机，引起汽机转子转速飞升。本文通过对该机组调节系统油路进行分析，找出在主蒸汽速关阀关闭的情况下，危急保安器挂钩不动作导致抽汽速关阀不能关闭的原因，对控制油路提出适当改进，以消除运行中的隐患。     

动力装置的减振和降噪

据《Судостроение》2007年11～12月号报道，船舶动力装置内的阀门有很大的噪声和振动源。噪声形成的原因首先与在调节工质压力时的节流流动有关，其次与在阀门打开和关闲过程中在（阀座-阀盘-阀杆）系统内产生冲击有关。     

西山供水工程事故停泵水力过渡过程计算及水锤防护

结合西山供水工程实例,依据水锤计算的基本原理和两阶段液控蝶阀、进排气阀、真空破坏阀、水泵转动惯量的边界条件建立数学模型,应用计算机对供水工程事故停泵工况进行水锤数值模拟分析,提出有针对性的水锤防护新思路。结果表明,在确定液控蝶阀第1阶段关闭时间和角度的情况下,最大正压、最大负压与第2阶段关阀时间分别呈负相关、正相关,且变化趋势逐渐趋于平缓;转动惯量的增加对此类工程设计水锤负压防护效果不明显;安装液控蝶阀、进排气阀后,采取安装真空破坏阀或对管线进行优化设计的方法可有效地对停泵水锤进行防护。该结果为西山供水工程设计水锤防护提供了理论指导,亦对其他短距离、高扬程供水工程的水锤防护具有较高的参考意义。     

核电汽轮机主汽阀阀碟断裂事故分析

国内某650MW核电汽轮机现场进行非核蒸汽冲转时,发现主汽阀门关闭不到位,卡涩在50%开度状态无法继续关闭,阀门解体检查发现阀碟脱落,阀碟与摇臂连接螺柱齐根断裂。针对该问题,通过复核主汽阀结构设计、有限元应力分析、材质及断口分析、油动机设计,确定油动机缓冲间隙过大,使得阀门关闭时瞬间线速度过快,导致冲击力过大,是阀碟螺杆根部断裂的主要原因。     

长供水管道水泵出口阀门的选择

某泵站供水管道较长,扬程较高,水泵突然断电,水泵出口阀门关闭时,沿整个管线都出现了危及管道安全的水柱分离现象,因此采取了附加惯性飞轮的负水锤防护措施以及在水泵出口安装二段关闭阀门的正水锤防护措施。计算结果表明：正负水锤防护措施的有效结合,避免了严重的水锤压力,保证了管道运行的安全;对长供水管道,水泵出口安装液控蝶阀比微阻缓闭止回阀的水锤防护效果好。     

水力压裂压后停泵井筒内水锤信号模拟

在压裂作业中,通过对水锤信号的合理利用可以获取大量管路信息,同时对水锤信号进行折算反演可以获取裂缝相关信息.本文通过特征线法对管路水锤信号进行数值模拟研究,分析管路直径、管路长度和关阀形式等对水锤信号的影响.研究表明,随着管道直径的减小,水锤信号周期略有减小,振幅明显增大.随着管道长度增加,水锤信号周期和振幅都逐渐增大.采用线性关阀的形式,水锤信号压力波动幅值与瞬时关阀性比明显减小.结果有利于进一步了解停泵水锤的原理,为水锤信号反演,获取裂缝信息做准备,为实际工程应用提供理论指导.     

大连石化污水气浮工艺存在的问题与对策

大连石化公司污水处理场一期工程溶气气浮单元,在运行过程中多次因设备故障和超标排水等原因导致运行效果不佳。实际运行经验表明:当溶气释放水中产生大气泡,在池面形成翻花时,可通过提高溶气罐液位,降低压缩空气量来解决;污水量增大时可通过降低调节池出水量,提高溶气回流水量,增加混凝剂、絮凝剂投加量来解决;压缩空气量过小时,可通过关小回流泵出口阀门,调节空压机阀门开度来解决;溶气罐液位急速下降可通过关闭空压机入口阀,打开溶气罐液位放空阀泄压来解决;溶气罐压力下降可通过关闭空压机进入溶气罐入口阀,待压力正常后再缓慢开阀来解决;出水水质超标时,可通过增加混凝剂、絮凝剂投加量,调整气浮单元的溶气量和回流量来解决。通过以上方法,溶气气浮系统可以在非正常工况条件下达到出水水质合格,保证后续处理的连贯性。