长距离供水工程空气阀设置理论分析

空气阀作为长距离有压供水工程重要的水锤防护措施,其合理布置涉及到工程运行安全。本文以水锤分析为基础,在满足管道最大允许负压设计标准的前提下,构建了空气阀布置的理论分析和数值优化框架,明确了空气阀设置位置、间距、数量与管道布置的关系,提出了不同工况下长距离供水管线中设置空气阀应满足的通用准则与相关公式。文中还结合某工程实...     

空气阀在长距离供水工程水锤防护中的作用

在长距离供水工程中,空气阀是重要的水锤防护措施。以水锤分析为基础,构建了空气阀的数学模型,并结合工程实例,通过数值模拟仿真对空气阀在事故停泵工况下的水力过渡过程进行了计算分析。结果表明:合理设置空气阀,可有效控制沿线负压在管道承受标准之内,保证长距离供水工程的安全稳定运行。     

大落差重力输水工程关阀控制对水锤防护效果

为了解决我国某城市输水工程因管线长、落差大而发生水锤破坏的问题,通过不同防护设备性能比较,结合水力瞬变计算和水锤方案比选最后得到合理的水锤防护方案。结果表明,在长距离大落差重力流输水工程中,以空气阀为基础防护措施,合理设置超压泄压阀动作值和管道末端控制阀关阀时间可有效保证管道运行安全。在关阀时间过长的输水工程采用分阶段关阀可在满足水锤防护规范前提下,有效节省关阀时间,利于操作管理。     

莽山水库供水工程主管水锤分析

基于PIPE2010:Surge水力分析软件平台,对莽山水库供水工程供水系统进行了水锤数值模拟,并以水库至宜章县中心城区水厂供水主管作为案例进行分析,结果表明,设置空气阀并且延长开、关阀时间在长距离输水工程中对于防止水锤危害具有相当重要的意义。     

长距离重力流输水管道系统水锤防护设计

为研究长距离重力流输水管道系统水锤防护设计,文章基于水锤压力理论,利用水锤波的波速、特征线方程及边界条件,建立水锤分析模型。应用该模型计算新疆准东五彩湾供水工程输水管道水锤防护的不同方案,结果表明,新疆准东五彩湾供水工程通过在管道既定位置安装双动式空气阀、超压泄压阀、液控蝶阀及双向调压塔能达到水锤防护要求。对长距离重力流输水管道水锤压力控制有一定的指导价值。     

空气阀防护水锤的研究进展

输水工程中,有压管道发生水锤事故的危害巨大。空气阀是一种经济、安全的水锤预防措施,在工程中应用广泛。介绍了空气阀的工作原理,并从空气阀的理论研究、数值模拟、工程应用等方面详述了空气阀防护水锤的国内外研究现状,指出在空气阀机理和数值仿真等方面仍然存在许多亟待解决的问题,需结合物理模型试验,综合各学科基础理论,对空气阀的进排气动态特性、数值仿真、合理选型及优化布置进行研究。     

长距离输水工程停泵水锤防护措施研究

在长距离输水工程中,管线在停电和停泵后由于水压降低而诱发水锤现象,严惩危害管道的正常运行,为了保护管道,通过多种方案的技术经济比较,如加大泵组的转动惯量、设置空气压力罐、空气阀、双向稳定塔等方案,最后选定在管道的沿线设置多个单向塔,通过各个单向塔的共同作用很好地解决了管道中的水锤问题;其结果可供长距离供水工程中设置单向塔方案参考。     

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。     

长距离压力输水管道水锤防护设计

四川某20万m3/d长距离输水工程地处山区,输水距离长且管道起伏较大,并且采用泵站加压输水,水泵扬程81m,水锤防护难度大。以该工程为例,基于PIPE2010:Surge水力分析软件平台,将防水锤空气阀、防水锤空气罐在输水工程中搭配使用,对其进行了水锤数值模拟。分析结果表明,防水锤空气阀与防水锤空气罐联合作用可有效地防护长距离输水工程中水锤危害。     

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。     

调节阀在长距离输水工程消能调流中的应用

结合北京市已建的长距离重力输水工程,介绍了调节阀的设计选用情况,论述了设置消能调流设施可有效防护水锤保障输水管路安全,并对管道工作压力进行合理分段,分析了常规措施与采用调节阀消能调流的优缺点,阐述了调节阀的应用现状和选用技术要求。采用特征线法进行数学模拟计算,通过计算分析结果表明,调节阀可方便地调减流量,消减富余水头防护水锤并节约投资。     

长距离输水工程弥合水锤防护措施研究

为选择合适的弥合水锤防护措施,针对长距离重力有压力流输水的特点,建立了水力暂态条件下空气阀数学模型,并采用Bentley Haestad Hammer软件对某长距离输水工程进行了弥合水锤模拟计算。计算结果表明：不设空气阀、布设复合式进排气阀与布设防水锤空气阀3种工况下瞬态升压分别为157.0,200.6 mH2O及40.0 mH2O,对应升压比分别为3.75,5.62及1.93;不设空气阀与布设复合式进排气阀条件下均发生了弥合水锤,最大空腔体积分别为350 L和775 L,而布设防水锤空气阀可有效避免弥合水锤;3种工况条件下只有防水锤空气阀升压最低,最大水锤升压较不设空气阀条件下降74.5%,且整体波动最为缓和。通过对3种工况条件下空气阀进排气体积及压力变化情况进行比较分析,可知工况2与工况3空气阀组进排气量差值为2 198~5 558 L,最小压力相差-0.05 ~0.01 MPa,最大压力相差0.38 ~0.89 MPa;工况2空气阀在管线末端检修阀关阀过程中发生了剧烈的进排气体积变化,叠加了关阀水锤,而工况3空气阀在整个计算过程中进排气体积变化较为缓和,气体体积流量及水压峰值得到了有效控制,可以认为防水锤型空气阀是弥合水锤的有效防护措施。     

长距离输水管线中空气阀和单向调压搭联合作用的水锤防护研究

在长距离输水管线中,当事故停泵时,管路会产生负压,甚至出现汽化和液注分离,如果不采取合理的防护措施会导致管线的破坏。根据气液两相水锤计算模型,结合某长距离输水工程水力过渡过程数值模拟计算,利用空气阀和单向调压塔联合作用,并配合泵后阀门2阶段关闭的防护技术,有效地控制了管线的水锤压力。     

基于改进型多目标遗传算法的含气水锤防护方案优化研究

阐述了气液两相流长距离输水系统停泵水力过渡过程的特点,对水锤防护效果影响因素进行分析,采用反问题分析法,以惯性飞轮转动惯量、进排气阀口径、单向调压塔参数及出口阀的关闭程序参数作为决策变量,以特征线法为基础,以最大水锤压力值最小和工程投资最低作为目标函数,建立数学优化模型,并采用改进型多目标遗传算法(MOGAs)对优化模型求解。工程应用表明:本数值模拟方法能得出最经济、可靠的水锤防护方案,为长距离输水系统水锤防护方案确定提供了一种新的思路。     

长距离输水工程中空气阀的进排气特性研究

针对长距离有压输水系统的特点,从基本的空气动力学方程入手,分析推导了空气阀的数学模型,并采用水锤计算的特征线方法,进行了空气阀水锤防护的实例分析。同时,探讨了进排气系数对空气阀运行特性和水锤防护效果的影响。计算结果表明,计算模型可以准确地模拟空气阀在水力过渡过程中的进排气特性,空气阀的进排气系数等设计参数对空气阀的水锤防护效果有显著影响。同时,通过合理的布置空气阀,可以有效地抑制输水系统中液柱分离现象的发生,保证输水系统安全。     

乌鲁木齐市大西沟管道引水工程水锤防护设计

为了解决乌鲁木齐市大西沟引水工程因管线长、落差大而发生水锤破坏的问题,通过不同防护设备性能比较,结合水力瞬变计算和水锤方案比选最后得到合理的水锤防护方案。结果表明,通过在管线上布置空气阀、三级缓排空气阀、集气罐、超压泄压阀(安全阀)及管道末端调流消能阀关闭时间的控制,可有效地保证管道运行安全。     

设置气压式调压室的输水系统中缓闭止回阀作用的研究

由于设计、施工安装和运行操作等方面的缺陷和失误，意外地发生管路系统水锤事故的例子已经屡见不鲜。文中对水泵扬水的压力输水系统中设置气压式调压室和缓闭止回阀，建立了试验模型和相应的数学模型；进行了理论分析研究、数值模拟和试验研究；通过试验，验证了数值模拟的数学模型和计算程序，指出了缓闭止回阀使用的范围，为复杂管路系统流体过渡过程分析及研究提供了合理的试验和计算分析方法，为电站和泵站的优化设计提供了可靠的理论依据，对提高压力水系统的运行安全及降低工程成本具有现实意义。