贵州省某高扬程供水工程水锤分析

为保证高扬程供水工程的安全稳定,基于特征线法对高扬程供水工程进行水锤计算,分析阀门拒动、不同关阀规律对高扬程供水工程的水锤影响。结果表明阀门关闭规律对高扬程供水工程水锤压力影响较大,阀门采用不同分段关闭规律时,供水工程最大水锤压力差距较大。依据水锤计算成果,选取4s-0.1-60s关阀规律,机组最大反转速、最大水锤压力均满足规范要求,沿线未出现水柱断裂。     

压力流输水系统中缓闭式液控蝶阀关闭规律研究

对于长距离、高扬程压力流输水系统,一旦发生停泵水锤,将对输水系统产生严重危害.在泵出口设置缓闭式液控蝶阀并以适当的方式关阀是一种简单有效的水锤防护措施.本文结合实际工程,通过特征线法求解水锤基本方程,比较不同关阀方式下管路沿程压力变化、泵站出口断面压力变化及水泵转速变化,提出合适的关阀方式.研究成果可为停泵水锤防护措施的设置提供参考.     

含重力流支线的泵站加压供水系统水锤防护

针对含重力流支线的长距离泵站加压供水系统的水锤防护问题,以我国东北某大型供水工程为典型示例,开展水力过渡过程仿真。基于特征线法建立水力系统数学模型,分析无防护事故停泵的极端工况下水泵特性参数变化及干线管道沿线压力分布。通过理论分析,提出重力流支线末端调流阀在相继关阀工况下引起的水锤波在某同一位置发生干涉相长时可产生最大水锤升压。对比调流阀相继关阀工况与同时关阀工况,相继关阀工况所得最大水锤升压比传统认为引起最大水锤升压的同步关阀工况高4.4%。给出相继关阀工况下各阀门具体是在何时开始相继动作的计算式,可为含重力流支线输水系统的水锤防护措施的校核提供理论依据。通过优化干线泵后阀关闭规律和空气阀布设方案的联合防护措施,有效缓解水泵断电过程中的水力不稳定特性,降低机组最大反转转速94.95%,同时有效降低输水干线水锤正压极值33.82%、负压极值89.24%,水锤防护效果显著。本研究为含重力流支线的长距离泵站加压供水系统的水锤及其防护提供理论支撑和实践参考。     

重力流输水管道关阀水锤模拟研究

确定重力流输水管道最合理的关阀时间需要考虑如下因素:一是管道的水锤压力不要过高,防止管道破裂;二是水锤压力不要过低,严禁管道沿线出现断流弥合水锤,防止出现负压压瘪管道;三是要有利于操作方便、保护设备。以北京市某南水北调配套工程为例,选择HAMMER软件模拟管道瞬变流,分析重力流输水管道关阀过程中的水锤现象。结果表明:关阀时间越长,管道最大压力越小,最小压力越大,水流条件越好。蝶阀关闭时间为50 s时管道最大压力达169.27 m,关闭时间为500 s时管道最大压力为65.18 m。在线性关阀时间不小于200 s时,管道沿线不产生负压,且最大压力小于管道的设计压力。综合考虑保护管道、操作方便、便于管理、保护设备等因素,确定蝶阀线性关闭时间为300 s。研究成果对重力流输水管道阀门管理和保护具有参考价值。     

长距离高落差重力流输水管道水锤特性分析

高落差重力流有压输水工程中,为避免在运行调度中下游管道静水压力较高,常在管路沿线设置多级消能措施,重力流管道阀门启闭会引起水锤现象,须进行水锤计算分析。通过简化消能箱物理模型,结合水锤计算分析特征线法提出了消能箱的数学模型以及用于水锤计算分析的消能箱两侧特征线方程。结合工程实例分析了高落差重力流输水工程在开阀及关阀过程中的水锤特性。结果表明:高落差重力流的开阀过程较为安全,其沿线最小压力由初始内水压力决定,受开阀速度的影响较小,提高管道初始压力可有效控制沿线最小压力;其关阀过程较普通重力流更危险,容易发生首相水锤,必须严格控制关阀速度。     

电站超长输水系统筒形阀动水关闭特性研究

具有超长输水系统的水电站机组在发生飞逸时,受机组前设置的调压室涌浪影响,机组的过渡过程时间较长,而且在该过程中产生的最高瞬态转速可能会超过机组的最大飞逸转速。依据原始流量率定后的筒形阀流量系数,就筒形阀不同关闭规律对机组瞬态转速以及蜗壳水锤压力等指标的影响展开了研究。该研究成果可为长输水系统机组飞逸工况及筒形阀关闭规律研究提供参考。     

高扬程长距离输水管道系统水锤防护的模拟分析

以贵州某供水工程为例,应用PIPE2008：Surge软件模拟分析液力自动阀（可调节关闭时间的缓闭止回阀）、空气阀、水击泄放阀和水击预防阀在高扬程长距离输水管道系统水锤防护中的作用。由分析结果可知：液力自动阀（可调节关闭时间的缓闭止回阀）、空气阀、水击泄放阀及水击预防阀能有效控制和消除高扬程输水系统中的水锤,确保输水系统的安全运行。     

某长距离供水工程的开关阀过渡过程模拟及优化

为了研究先降后升形长距离重力流输水工程中的开关阀水锤问题，以吉林省长白朝鲜族自治县供水工程为算例，采用特征线法建立了全系统水力过渡过程数学模型，并通过数值计算模拟工程开关阀时的过渡过程，并提出了防护水锤的开关阀的方法。根据工程特点，针对开关阀的工况各提出了的3种不同方案，经过对比分析，发现关阀水锤的最大内水压力出现在管道最低点，且随着阀门关闭时间的增加而降低，而开阀水锤的压力随开阀时间的增长而减小，但影响不大。综合比较，得到较优的阀门开阀时间360s、关阀时间为300s。文章成果为工程的运行安全提供了支撑，且为类似工程的设计和管理提供了参考。     

弓背形高扬程泵站负压水锤防护研究

为研究弓背型高扬程泵站在事故断电时的负压水锤防护,以陕北某典型泵站作为对象,采用特征线法进行水力过渡计算,分析比较设置泵后缓闭阀、空气阀、调压井、空气罐和增大机组转动惯量等方案的压力包络线。结果表明:泵后缓闭阀和空气阀对这种水锤源不在泵站的管道负压几乎不起作用;相比受限较多的调压井和机组转动惯量,空气罐更能灵活经济的消除管道负压及可能引起的弥合水锤。     

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。     

长距离重力流输水管路水锤压力数值模拟

长距离重力流输水管线距离长、支线多、落差大,当突然关闭末端水厂阀门管线时会产生破坏性较大的水锤压力,因此,分析水锤特性并采取合理的水锤防护措施,对于保证输水工程的可靠性和降低管路工程造价具有重要意义。以某输水工程为例,建立输水管路水锤压力数学模型,用于研究末端水厂关阀引起的管路压力和水锤压力变化规律。结果显示,管路末端水厂阀门在无水锤防护措施工况下同时关闭,水锤压力沿线逐渐上升,末端易产生水锤高压。依据数值模拟结果,采用空气阀、超压泄压阀等水锤防护措施,可减小管路末端关阀水锤压力,保障输水系统的安全运行。研究成果可为类似工程的水锤防护提供参考。     

大流量长距离供水工程水锤防护研究

结合某一典型工程,采用华东勘测设计研究院有限公司自行开发的长距离压力供水工程水锤防护计算软件Hysim City进行相关计算分析,并对低扬程、大流量泵站供水工程水锤防护进行研究。首先对输水系统在无任何水锤防护措施时进行了计算,计算表明,若无任何水锤防护措施,输水系统沿线将会发生水柱分离及弥合水锤现象,危害输水系统安全。然后针对低扬程、大流量的供水工程水锤特点,分析比较了空气罐方案、空气阀与双向调压塔联合防护方案以及仅采用空气阀方案的多种水锤防护方案的水锤防护效果;计算结果表明,空气阀方案为低扬程、大流量供水工程中较为安全、经济合理的水锤防护措施。图11幅。     

大型高扬程抽水站事故停泵水锤防护措施——两阶段关闭蝶阀

为解决我省抽黄灌溉工程大型高扬程泵站事故停泵时，可能发生的主机飞车事故和水锤升压问题，参考国外资料分析研完阀门在事故停泵过程中不同关闭方式下的水锤现象，提出采用分段式关闭的蝶阀方案(简称缓闭阀)，使蝶阀从事故失电开始到水泵工况结束，先快关60度～70度，剩余开度则在较长时段缓慢关闭。这样电机反转速较小，而阀后水锤升压也相应降低，既防止了主机可能发生的飞车事故，又大大削减了水锤升压。     

长距离重力流输水工程的关阀方案优化

针对某一典型的长距离重力流输水工程,利用特征线法对其进行数值模拟计算,得出了一种改进的两段折线关阀方案,并分别对直线关阀、两段折线关阀和改进的两段折线关阀方案进行对比分析。计算结果表明,改进的两段折线关阀方案不仅能够在事故发生时有效缩短系统反应时间,而且能够有效减小关阀所产生的水锤压力,增大供水系统的安全裕度。     

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。     

长距离重力流输水管道关阀水锤防护措施分析

以柳州市古尝河原水输水工程为例,分析了长距离重力流输水管道关阀水锤保护措施。通过HAMMER V8软件对原水有压重力流长距离输水管道系统运行进行模拟,计算和分析了系统末端的关阀水锤,得出关阀水锤的解决方案以及水锤防护措施和建议。     

某长距离管道输水工程停泵水锤安全防护研究

长距离多泵联合运行输水管线具有流量大、扬程高等特点,当突然发生事故停泵时管线会产生水锤,对系统具有很大的破坏性。为了保证输水工程的安全运行,有必要对事故停泵后的水锤特性和相应的水锤防护措施进行分析。以某输水工程为例,运用阀门边界、空气阀边界、管道等数学模型,并结合水锤理论和特征线法,分别对采用空气阀、普通止回阀、缓闭式蝶阀及其组合等防护措施的长距离运行输水管线的停泵水锤进行计算和分析,得到了管道沿程的最大水头、最小水头线以及水泵转速和流量相对值的变化规律。通过对比发现,采用空气阀、两阶段缓闭蝶阀等水锤防护措施组合运行,可降低管路极端压力,保障输水管线和水泵的安全运行。     

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。     

长距离重力流输水工程关阀方案优化研究

某长距离输水工程采用重力流输水方式,部分管段最大静水头483.0 m,是较为少见的高水头输水工程。为提出合理、高效的关阀方案,用特征线方法建立水力过渡过程数值模型,对线性关阀方案、两段折线关阀方案和三段折线关阀方案进行研究,并在寻优得到的三段折线上选取部分点,分别利用B-Spline插值、Spline插值和Bezier插值方法得到光滑的变速率关阀曲线,对比了各插值方法分析水锤控制效果的优劣。计算结果表明,在满足压力控制标准时,关阀效率从低到高分别为线性关阀、两段折线关阀和三段折线关阀方案。利用B-Spline插值方法和Bezier插值方法均能得到优化变速率关阀曲线,后者效果最优。     

事故停泵水锤计算模型参数局部敏感性分析

数值模拟的方法为管道输水工程采用合理的水锤防护提供了良好的技术支撑。基于特征线法,采用扰动分析的方式（固定步长5%,扰动范围±25%）,并结合修正的Morris筛选法,对事故停泵工况时水锤计算模型进行了参数局部敏感性分析,以加强对模型参数的识别和不确定性的分析。分析结果表明：所研究的条件在事故停泵工况时,模型中的7个参数与最大水锤压力值的敏感性大小依次为泵后阀关阀时间、管道管径、输水流量、摩阻系数、水击波波速、机组转动惯量、管道长度。