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。     

空气阀的水锤防护性能及其在联合防护中的应用

输水工程中空气阀通过进排气来控制管道内的压力,管道内出现复杂的气液两相流过渡过程,其最大进气量和排气完毕后的弥合水锤限制了空气阀在水锤防护中的应用。通过对空气阀动作过程的分析,确定空气阀设置点的初始压力、最大降压量及空气阀的排气速度对其防护性能影响最大。在特征线法基础上用工程算例对不同位置的空气阀的进排气情况进行了对比分析,证实空气阀可以作为水锤防护的辅助措施和其他防护措施联合使用,承担一定的消减水锤的任务,并通过将空气阀布置在管道的后部来提高空气阀在水锤防护中的可靠性。     

叠压供水方式下支管管径对干管水锤影响

长距离输水工程的水锤防护目前多集中于干管研究,而对预留口分支管的研究涉及较少,尤其在不同类型支管对输水系统水锤影响方面还有待深入研究。为了研究叠压供水方式下不同管径支管对干管水锤影响,以某水利枢纽工程为例,结合水锤仿真模拟试验对不同工况条件下水锤进行分析。结果表明,当支管与干管管径比(简称支干管径比)大于1/6时支管对干管水锤影响较大,干管的水锤防护措施不再适用;而当支干管径比小于1/6时支管对干管水锤影响减弱,已有的措施能基本满足水锤防护要求。研究结果对于类似工程水锤防护及安全稳定运行具有重要的借鉴意义。     

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。     

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,...     

郭壁改扩建供水工程水力过渡的数值模拟

以山西省晋城市郭壁改扩建供水工程三级泵站为例,探索供水工程水锤安全防护措施。通过数值模拟发现,城镇机组中2台水泵并联运行发生停泵水锤时,泵站管道最大负压和水泵最大倒转转速均不满足《泵站设计规范》要求。结合设计单位推荐的水锤防护措施,通过对比优选方式提出两阶段液控蝶阀、空气阀、真空破坏阀的联合水锤防护方案。数值模拟结果表明,在该联合防护措施下郭壁改扩建供水工程三级泵站的相关水力参数均满足《泵站设计规范》要求,系统运行安全。     

高扬程输水系统空气罐阻抗孔尺寸优化

针对高扬程输水系统空气罐阻抗孔的尺寸影响水锤防护效果的问题,基于瞬变流理论,建立空气罐数学模型,分析了水泵抽水断电情况下阻抗孔尺寸对管道系统的最大、最小压力、空气罐内涌浪及气室压力等因素的影响,提出合理的阻抗孔尺寸选取条件,并结合工程实例进行了验证。结果表明,过小的阻抗孔口会导致泵站抽水断电时空气罐补水能力不足,产生水击穿室;过大的阻抗孔口,则会导致空气罐内涌浪幅度过大,发生漏空或过低的气室压力,均无法满足供水管道水锤防护要求,可见空气罐阻抗孔最佳尺寸应结合工程管道布置与水锤防护要求共同拟定。     

新疆某供水工程停泵水锤计算与防护措施选择

鉴于新疆某工业供水工程采用二级泵站输水时输水管线长、地形起伏大、泵站扬程高等问题,水锤计算与防护对工程安全运行具有重要意义。采用带插值的特征线法,分别计算泵站在各种可能的初始条件下水泵发生事故停泵后,水泵出现的最大飞逸转速及管线最大水锤压力,分析了各种水锤防护措施,提出对一级泵站设一座单向调压塔,管道沿线设7处普通空气阀,泵出口阀采用两阶段关闭;对二级泵站布置二座单向调压塔,管道沿线共设15处普通空气阀,泵出口阀两阶段关闭;就可以降低水泵最大飞逸转速及管道压力等级,并消除水柱分离现象。     

辛安泵站供水工程停泵水锤计算与防护研究

以辛安泵站供水工程停泵水锤为例,采用数值模拟的方法计算泵站4台机组并联运行工况下的管路的压力状况,发现4台机组并联运行工况下发生停泵水锤时管路正负压及水泵最大倒转转速不满足泵站规范要求,提出了安装两阶段液控蝶阀、增加进排气阀、增大机组转动惯量3种防护措施保证供水系统安全运行并进行数值模拟计算。结果表明,仅安装两阶段液控蝶阀时,管路最大正压、水泵最大倒转转速可满足规范要求,但管路负压仍不满足规范要求;两阶段液控蝶阀加进排气阀联合防护时,可有效改善管路负压问题,但仍不满足规范要求;两阶段液控蝶阀加进排气阀并提高机组转动惯量10%联合防护措施时,可有效改善管路正负压问题及水泵最大倒转转速,且辛安泵站可以安全运行。     

停泵时泵后非瞬时降压的空气罐水锤防护方案

基于水泵停泵时的泵后非瞬时降压特性,给出了空气罐设置位置的选取原则和方法,结合工程算例,提出仅在管道中部设置空气罐防护方案和在管道中部开始串联设置空气罐防护方案,并通过数值模拟方法将这两种方案与常见的泵后设置空气罐防护方案进行水锤防护效果比较。结果表明,在防护效果相近的情况下,采用在管道中部开始串联设置空气罐的防护方案所需的空气罐容积最小,同时该方案下的罐内气体最大压力也相对较小,对空气罐的受力结构要求相对较低。在串联空气罐防护方案中,首端空气罐的主要作用是抑制管道压力降低,末端空气罐的主要作用是抑制管道压力升高。因此,在考虑串联空气罐的容积优化时,应结合输水系统水锤防护的实际需要,当输水管线的降压严重时,可考虑增大首端空气罐容积;当输水管线正压过大时,可考虑增大末端空气罐容积。     

核电厂辅助冷却水系统水锤计算与防护

对核电厂常规岛辅助冷却水系统由板式换热器改为管壳式换热器并取消升压泵的方案特点进行了定性分析,指出了系统方案改进后的辅助冷却水系统正常停运时会产生水锤现象。通过对辅助冷却水系统建模定量计算了循环水泵停泵工况时的水锤最大压力,提出了通过调整阀门关闭时间消除水锤现象的防护方案并进行了计算验证。     

直接空冷技术在缺水联合循环电站上的应用示范

论述了燃煤IGCC内涵、国内进展、掌握IGCC核心技术并获得国家发明专利、安排在"十一五"启动等内容,阐明了空冷式含义和意义、国外示例一览表和著名的英国瑞.豪斯空冷式燃煤IGCC模范电站详情,同时,还有为在当前关停小火电之际,用空冷式IGCC技术改造缺水、少地的小火电老厂找到出路。     

发电厂水系统水击简化计算模型研究

通过对发电厂水系统水击发生原理进行分析,提出水击的简化计算模型,并比较不同容量机组几种水系统发生水击时水击压力对管道的影响,还讨论了设计和运行过程中减小水击影响的有效措施。此简化模型可为设计过程中充分考虑水击对管道的影响提供理论依据。     

蒸汽供热系统对流水击研究

汽水管路、贮水容器或蒸蒸汽锅简等蒸汽供热设备经常发生水与蒸汽的对流冲击,是影响锅炉及用汽设备运行的常见故障之一。本文分析产生对流水击的热力学原因,导出对流水击速度与强度的计算方法,并结合实例给出计算结果。