高扬程泵站工程水锤防护计算研究

本文以新疆某长距离、高扬程泵站扬水工程为例,通过PIPE2010水力/水锤和瞬态分析计算软件进行分析,使用液压缓闭止回阀、防水锤空气阀、水锤消除罐、水锤消除阀作用于一级、二级、三级扬水泵站的压力管道上,防止停泵水锤的发生,引起爆管的出现。通过分析计算,采取综合措施后,有效地降低了整个管道的水锤压力,达到了消除水锤负压,降低水锤正压的目的。     

水锤防护措施在某长距离供水系统中的应用

以新疆某长距离、高扬程扬水工程为例,通过Kpipe2010水锤分析计算软件进行分析研究,结合一级、三级扬水泵站的压力管道进行长距离停泵未设水锤防护设施分析,发现在泵站设计扬程相等的情况下,几何扬程越大,其整个管路水锤升压越大,止回阀处的压力波动也越大。通过分析管线的长度,还发现随着管线长度的增加,发生水柱中断的位置会越多。采取装设液压缓闭止回阀、防水锤空气阀、水锤消除罐、水锤消除阀后进行分析计算可知,当发生停泵水锤时,整个管道的水锤压力降低了,可有效防止水锤负压产生。     

大型泵站水锤防护措施选型研究

针对SJZ泵站流量大、扬程高、卧式泵组转动惯量小、输水管线长的特点,泵站突然失电,无防护情况下全管线负压严重。为满足水锤防护后任何工况最小压力均需大于+2 m要求,水锤防护难度很大。本文通过水泵出口不同止回阀—液控球阀、液控活塞阀、轴流式止回阀与管线中防护设置—单向调压塔、双向调压塔及空气罐等16种组合方案计算和比较,考虑水锤防护效果、防冻、占地面积及成本等多种因素,最终方案选用泵后轴流式止回阀、水锤消除罐和双向调压塔组合的水锤防护措施,有效的降低管道的水锤压力,各项指标均满足规范规定,达到了设计要求。     

长输管线空气阀设计选型对停泵水锤的重大影响

长输管线凸起点上的空气阀在瞬态下会吸气排气,大气囊会隔断水柱的连续性,形成水锤波的发射界面或遭遇弥合水锤,从而影响水锤相、水锤波形以及缓闭止回阀的关阀程序。本文以Surge水锤分析软件为工具,演示了空气阀吸气后形成的大气囊对水锤相、水锤波形以及止回阀关阀程序的重大影响,得出高速进排气阀和复合式排气阀都不能抑制弥合水锤、吸气后水锤形态发生重大变化以及多种工况下宜快闭而不宜缓闭的泵控止回阀选型原则的结论。结合工程实际,提出了抑制负压水锤的预防和后保护工程措施(如注气微排阀、止回阀快闭和水击泄放阀及气压罐等)的方法。     

抽水泵站水锤分析计算及防护

在水泵工作中若遭遇断电等突发情况,将在供水管道中形成超负荷的水锤压力,造成水泵和管道破坏。以某抽水站三级泵站为例,采用特征线法对取水泵站进行水锤分析和计算,提出采用两阶段缓闭阀和空气阀消除水锤压力,可满足水锤防护要求。     

空气罐对泵站水锤的防护效果研究

为了开展空气罐对泵站水锤防护效果方面的研究,以山西省长治市辛安泉工程西仵泵站为研究对象,根据水锤计算的基本原理,建立了空气罐数学模型;借助于数值模拟计算分析泵站发生停泵水锤时无阀防护、液控蝶阀与空气阀防护、液控蝶阀与空气罐防护、液控蝶阀空气阀加空气罐联合防护等工况下的水锤压力变化规律,根据分析结果,提出了利用液控蝶阀、空气阀和一定体积的空气罐对泵站水锤进行联合防护的新思路。研究过程中,将空气罐直径作为变量,以此模拟空气罐体积对水锤防护效果的影响,从而得出了液控蝶阀、空气阀加空气罐联合防护时的水锤防护效果最佳的结论。研究成果对于其他供水工程的水锤防护具有借鉴意义,可为长距离供水工程水锤防护提供新的思路与参考。     

基于轴流止回阀和空气罐的高扬程泵站水锤防护研究

高扬程短距离泵站在事故停泵时,水泵会快速出现倒转,一般的泵后阀门无法实现快速的关闭,导致机组迅速倒流倒转,而且管线中会出现负压甚至液柱分离,伴随较大的升压。针对这种情况,用特征线方法模拟水泵失电的过渡过程,并用轴流止回阀、空气罐和空气阀对系统进行水锤防护,效果非常显著,机组倒转和管线正负压力都控制在较理想的范围内。     

有压输水系统的水锤防护研究

在长距离有压输水管路中,往往因启泵或停泵而造成水锤事故,针对水锤防护措施,以具体工程实例为研究对象,利用PIPENET建立水锤计算模型,通过多功能液力控制阀、注气微排阀、空气罐联合防护的方式,对有压输水管路事故停泵时发生的水锤现象进行防护研究。数值模拟计算后,通过合理设置多功能液力控制阀的关闭规律,调整注气微排阀的安装位置,以及合理对空气罐进行选型,可保证管道压力及水泵运行在合理范围内,从而保证加压泵站的安全运行。     

泵站压力管道的水锤研究

泵站停泵水锤是最具危害的一种现象,会使管道爆裂进而导致工厂停工等。因此,在泵站的设计中对于水锤的设计一直都较为重视。本文以某泵站工程为案例,首先论述了管材的选择过程;然后进行了水锤计算分析,从关阀模式选择、空气罐优化、空气阀的优化设计等来说明水锤的防护设计;最后总结了泵站压力管道水锤防护的几种措施。本文的研究内容对于提高泵站压力管道的防护具有重要的参考价值。     

泵站系统管路负压的消除措施分析

泵站系统水泵启动、停机及事故断电过程中,管道局部高点位置会形成瞬时负压区,而负压区空气压力的剧烈变化是泵站系统断流弥合水锤形成的关键因素,在相应位置设置排气阀和气压罐是解决泵站负压引起的断流弥合水锤问题的有效措施。以尼日尔二期工程为例,基于Hammer软件,对泵站系统水锤进行了数值模拟计算。通过计算,比较了设置排气阀、气压罐以及气压罐和排气阀结合三种防护措施对管路系统负压的影响。结果表明,设置排气阀及气压罐措施能有效降低甚至消除管道负压,从而可预防断流弥合水锤的发生,是泵站系统水锤防护的有效措施。