长距离供水工程水锤防护效果研究

为了解决水资源时间和空间上的分布不均匀问题,大量长距离供水管道正在或已经被建设。本文针对停泵水锤发生时水力特性参数的变化,建立了水锤计算数学模型及其防护措施的边界条件,对液控蝶阀和空气阀防护水锤效果进行了研究。通过对某长距离泵站供水工程的水锤防护模拟,分析了不同防护条件下的水锤效果。结果表明:液控蝶阀可以减少负压,防止水泵倒转以及水流倒流;空气阀可以在液控蝶阀的基础上进一步改善负压,但可能会增加压力波动。本文的研究结果可为长距离供水管道的水锤保护提供依据。     

长距离输水梯级泵站水锤防护研究实例

水锤设计泵站及其管道系统的主要依据,结合某梯级泵站输水工程实例,利用MATLAB软件编程进行水锤数值模拟计算,对比了不同水锤防护措施的防护效果,对一级和二级泵站水锤分析计算得出结论:在任何水锤过程中:管线上最大压力小于1.3~1.5倍的管道工作压力;水泵机组倒转转速不超过1.2倍的机组额定转速,而且倒转历时不超过规定;沿全管线可以出现负压但不能发生汽化;水锤过后便于再开泵供水,经济上较合理,管理上较方便。     

一种新型防水锤装置

停泵水锤是泵站系统中最常见的水锤现象，往往造成水泵与阀体损坏，管道接头断开，甚至导致管道爆裂等重大事故。本文分析了水锤的传统防护措施及其适用性，介绍了一种既能防止正压水锤，又能防止负压水锤的新型装置。     

超大型蜗壳式离心泵站启停过程水锤防护研究

超大型蜗壳式离心泵站与常规离心泵站相比,其设备和管道规模有很大不同,如出水流道常布置虹吸管及真空破坏阀以满足快速断流,其水锤防护措施需要特别关注.以国外某供水泵站为例,研究水泵依次启动和停机时的水锤现象,分析其水力过渡过程的特点,提出超大型蜗壳式离心泵站的安全启停操作流程.首先,泵站机组一般逐台依次启动,并采用满管启动方式以防启动水锤,启动成功后应尽快打开蝶阀以避免泵后超压;其次,多台机组正常停机或事故停机时,均需采用两阶段关阀保护,但不宜同时启用真空破坏阀联合防护,保持驼峰一定负压反而会降低倒转转速,且流道不会发生水柱分离;最危险工况是机组同时停泵且只有一台蝶阀拒动的情况,此时只能启用真空破坏阀快速断流,以防该机组在停泵压力驱动下飞逸转速超过上限.     

泵轮增速变化规律对水锤特性的影响研究

为了探讨变频水泵采用不同增速方式对加压输水系统开泵水锤的影响,采用水锤特征线方法(MOC)建立了相应的水锤计算模型,对泵管道输水系统先快后慢、线性加速、先慢后快3种水泵转速变化过程导致的水锤进行了模拟,得到相应水锤正负极值压力的分布规律和变化特性.结果表明,转速变化规律对水泵开启过程中的极值水锤压力具有较大影响,采用先快后慢的增速启动过程,有利于减小水泵两端的正负水锤压力以及水锤沿程极值压力.     

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。     

供水工程采用调压井初探

厦门供水工程输水高压管道总长39．5km，沿线地形复杂，管道起伏频繁。当泵组运行失电时，为防止负压对管道的破坏，在管道首都设置了调压井。计算表明，调压井可有效地防止负压产生，只要水泵出口阀采用缓慢关闭方式，管道将不会产生较大的正水锤，也不会引起水泵反转速飞逸破坏。     

有压输水系统停泵水锤数值模拟及其防护研究

结合山西中部某引黄工程,采用流体力学的基本原理和特征线法,在泵出口安装两阶段关闭蝶阀和沿管线布设空气阀联合防护措施下,针对输水系统事故停泵引起的水锤问题进行水力过渡分析和计算,得出管线沿程水锤压力和泵出口断面压力变化过程线。结果表明,泵出口安装两阶段关闭蝶阀对高扬程、长距离管道的水锤防护效果较明显,合理控制快慢关时间及角度能有效降低水击压力、机组倒转和倒泄流量。通过调整空气阀的布设位置、口径及进出流量系数,得出在空气阀流入流量系数为0.975、流出流量系数为0.650、口径为450 mm下的水力过渡过程,管路中最大负压水头控制在-1.6 m以内。可见,沿管线合理布置空气阀能有效降低管道负压。     

供水工程采用调压井初探

厦门供水工程输水高压管道总长３９．５ｋｍ，沿线地形复杂，管道起伏频繁，当泵组运行失电时，为防止负压对管道的破坏，在管道首部设置了调压井。计算表明，调压井可有效地防止负压产生，只要水泵出口阀采用缓慢关闭方式，管道将不会产生较大的正水锤，也不会引起水泵反转速飞逸破坏。     

溪洛渡水电站技术供水系统管道水锤特性分析

通过对溪洛渡电站主变技术供水系统在不同工况下离心泵事故停泵水锤的瞬态特性进行分析,模拟计算停泵水锤发生时管道及过流部件的压力变化,并分析管道阀门的关闭规律,得出水泵控制阀小阀板关闭时间大于3 s可有效消减停泵时管路中的水锤压力。多年实际运行工况表明,该系统满足设备安全稳定运行要求。     

缓闭蝶阀关闭规律对事故停泵水锤的影响

采取有效措施降低事故停泵时泵站系统的最大正压、水泵的最大反转速及反转持续时间是避免事故停泵水锤危害发生的关键。针对长距离输水泵站事故停泵普遍存在的倒转及最大正压引起的泵站系统安全问题,以北京市某重点水利工程为例,利用成熟的hammer软件,对该工程泵站系统事故停泵水锤进行了数值模拟计算。通过分析缓闭蝶阀线性关闭及两阶段关闭规律对最大压力、倒转转速的影响,最终推荐了该工程合理的缓闭蝶阀关闭时间规律。结果表明:泵后缓闭蝶阀两阶段关闭规律对事故停泵水锤最大反转速及反转持续时间有较大影响,合理的缓闭蝶阀两阶段关闭规律能有效降低甚至消除事故停泵水锤,是泵站系统事故停泵水锤防护的有效措施。     

水锤计算软件在高层建筑给水系统设计中的应用

通过应用水锤计算软件对若干高层建筑给水系统设计实例的水锤分析,量化了高层建筑给水系统在不同工况下水泵以及管道发生停泵水锤的危害程度,并对目前工程常用的水锤防护措施所能起到的作用进行了模拟计算,给出了预防和减轻水锤危害的设计依据和有效防护措施的建议。     

高扬程小流量供水系统水锤防护设计探讨

文章针对广州北江顺德水道供水系统高扬程、小流量的特点,对水泵抽水断电后转速带动泵后压力急速下降,若供水管道无平压措施,降压波的传播必定引发管道内严重负压,引发断电水锤,造成供水管道破坏的最不利工况进行了模拟与分析,在此基础上进行了两种供水管道水锤防护设计方案的比较,最终选择水锤消除罐+空气阀的防护方案。     

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。     

泵站压力管道设计特点

陕甘宁盐环定扬黄工程甘肃专用一期工程的干渠共设5级泵站。泵站压力管道受地形影响，起伏频繁，需采取有效防水锤措施来防止负压对管道和水泵的破坏。建设过程中对长压力管道的水力过渡过程进行了专题研究，通过建立水泵、输水道和水锤限制装置数学模型，计算分析全部及部分机组事故停泵水锤过程，采用多种保护措施，解决了管道的水力过渡过程分析难题，取消了管道中段设置的出水塔，减少了施工难度，节省了工程投资，提高了设计水平。     

基于Bentley Hammer的停泵水锤分析

利用管道进行长距离输水和调水是水利工程设计中经常采用的工程措施,由于阀门突然关闭和事故停泵,会导致压力管道中产生非恒定流而导致关阀水锤和停泵水锤的产生,危及管道及管道附属设施的安全。以花都区炭步镇农田灌溉工程为例,基于Bentley Hammer软件,对长距离输水管道瞬态水锤进行分析计算。结果表明:对双机组泵站而言,最不利工况发生在双泵同时停机时,针对管道及附属构筑最不利情况进行优化设计不仅可以保证工程安全,也可以节约工程投资。     

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。     

大沙坝提水泵站停泵水锤KY-PIPE模拟分析与防护

为复核大沙坝供水系统停泵水锤防护方案是否满足调整方案应用需求,根据大沙坝水库最低至最高运行水位间有45m变幅的特征,基于KY-PIPE水锤分析软件建立水力过渡过程模拟仿真模型,围绕最大压力值、水泵反转转速和管道真空度等,对供水系统的稳态和瞬态运行特性进行分析论证。结果表明,原水锤防护方案不能满足调整方案的水锤防护需求。在取水管和上水管合理位置安装注气微排阀后,管道正、负压值均满足规范要求,为泵站安全、可靠运行提供了必要的水锤防护技术保障。     

气压罐在长距离输水工程中水锤防护特性研究

气压罐用于吸收管道过高压力,并对管道及时补水,从而平衡管道负压,防止水柱分离再弥合,消减水锤强度,减少停泵水锤带来的危害。结合WSQ工程,对管道进行分析计算,提出采用气囊式气压罐进行水锤防护方案,可有效保证供水安全。     

直流循环水系统水力瞬变流计算研究

在恒定流计算中根据不同管材采用相应的糙率,结合各管段之间的平面转角、纵向转角、变径管、伸缩节等局部水头损失,分别求出此段的综合水力摩阻参数λ;在瞬变流计算中运用有压管道水击方程、水泵机组惯性方程、水泵特性曲线和冷却水凝汽器相容方程,用特征线法对某核电站直流循环水系统典型工况的瞬变流进行数值分析计算。主要计算了断电停泵工况下防水锤措施及前池水位波动情况,启泵安全间隔时间等,为核电站安全稳定运行提供了技术依据。