李家河水库压力输水管道水锤防护分析与研究

水锤防护是长距离压力输水工程安全的关键问题,采用特征线法对李家河水库压力输水系统进行水力过渡过程计算;分析了在相同历时关闭和开启管道末端阀和中间阀的水锤升压降压幅度变化,提出了操作管道中间阀门是水锤防护措施最优方案,为设计提供依据。     

基于极限水锤的简单管道风险分析

针对水锤引起的管道风险问题,考虑阀门初始开度、阀门关闭历时的不确定性,推导了简单管道极限水锤压力概率分布函数。相对极限水锤出现在0.8～1.2之间为大概率事件,宜选取确定性分析得到的极限水锤压力的1.2倍进行结构设计。运用蒙特卡罗法计算得到两种设计风险值分别为12 285.00、588.44,对比说明了有必要基于水锤的不确定性对管道进行风险评估和设计校核。     

长距离重力流输水管线水锤计算及防护研究

为进一步研究长距离重力流输水管线的水锤现象,以兴安盟经济技术开发区工业供水工程为背景,根据一维水锤计算基本原理,计算分析了阀门两阶段线性关闭快慢和组合关闭方式对长距离重力流输水管线水锤作用的规律,并在此基础上研究了关阀总时间对管线水锤压力的影响。结果表明：阀门第1阶段快速关闭的幅度越大,则管线沿程水锤压力越大;阀门同时关闭时管线水锤压力较大,交错关闭时水锤压力较小;延长关阀总时间有利于减小管线水锤压力,该工程两阶段线性关闭最佳历时为1 400 s。该研究对长距离重力流输水管线的安全运行具有一定的参考作用。     

长距离高水头输水系统水力过渡过程分析与设计

结合麻阳溪引调水工程长距离输水系统布置,分析计算阀门(闸阀)在短时间内关闭时管道(隧洞)内水头压力响应特性、水锤压力响应特性、调压井响应特性及取水前池响应特性,然后根据调保过程提出合理的调压设置、阀门关闭时间等。图10幅。     

重力流输水管道水锤防护分析及优化设计

为了解决某重力流输水管道工程因末端阀门关闭不当而发生水锤破坏的问题,通过末端阀门不同关闭时间的比较,结合测压管水头和沿程管道压力包络线分析最后得到合理的水锤防护方案。结果表明,通过在管线上布置液位流量控制阀、快速泄压阀、组合式空气阀及管线末端阀门关闭时间的控制,有利于保证管道的运行安全。     

不同类型阀门水锤特性计算比较

采用水锤计算方法,计算分析了不同结构类型阀门的水锤特性。得出阀门关闭时间较短时,管路系统最大水锤压力与阀门类型有关,但最大水锤压力出现的时刻基本相同,与阀门类型关系不大。阀门关闭时间较长时,最大水锤压力与阀门类型关联性不大。对于工程上可能需要快速关闭的重要阀门,其流量系数会影响管路系统的最大水锤压力值,应对阀门进行专门的流量系数测定,选择阀门时应考虑其对管路水锤特性的影响。     

长距离有压输水管道阀门关闭规律研究

长距离有压输水工程中的水锤压力,是影响供水工程安全运行的重要因素之一,末端阀门的关闭引起的水锤问题是最常见而又最突出。针对长距离有压输水管道末端阀门关闭引起的水锤问题,以特征线法为理论基础,以南水北调中线某配套工程有压输水管线为例,分别对该管线末端阀门在直线关阀和先快后慢两阶段关阀两种工况下的水锤压力进行计算,进而对末端阀门的关闭规律进行优化分析。结果表明,优化阀门的关闭规律可有效的降低长距离有压输水管道系统的水锤压力。     

长距离高落差重力流供水工程的关阀水锤

对长距离高落差重力流供水工程中阀门动作规律进行了研究,分析了关阀的水锤特性,运用特征线法推导了在已知阀门关闭规律时管道首相水锤压力的解析公式以及在已知管道控制压力时阀门最快直线关闭规律的解析公式,并结合数值计算对公式的正确性进行检验。结果表明:推导出的首相水锤压力解析公式和水锤直线关阀规律解析公式计算均与数值计算结果吻合较好,精度较高,可为高落差重力流供水工程的管道设计及运行调度提供参考。     

水电站管桥结构分析与布置优化研究

压力管道与桥梁组合的大跨度管桥结构，中间支座的跨度和伸缩节的设置等，对结构受力和工程的经济性与施工进度有重要的影响．在此结合某引水式水电站的管桥设计，进行了三维有限元结构分析，基于强度复核的要求对支承环和伸缩节的布置方案加以论证和优化，为管桥结构设计提供了有益的参考。     

泵后两阶段关闭阀门关阀时间及关度的分析确定

《泵站设计规范》(GB50265-2010)规定,高扬程、长压力管道的泵站,工作阀门宜选用两阶段关闭的液压操作阀。两阶段关闭阀门是削减水锤、保护水泵的重要水力部件,关阀时间及关度是关系到削减水锤效果的重要参数,然而其确定方法规范及各文献鲜有涉及。文章通过工程实例,对某泵站的停泵水锤进行分析计算,从而确定泵后阀门的关阀时间及关度。     

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。     

带连通阀的阻抗调压室水锤防护特性研究

在大流量输水工程中,水泵抽水断电后,管线往往会有较强的压力波动,易造成沿线水位压力较低.结合某大流量输水工程,建立了带连通阀的阻抗调压室数学模型,对比分析了简单调压室、阻抗调压室和带连通阀的阻抗调压室的水锤防护特性,验证了带连通阀的阻抗调压室的优越性,并研究了其连通阀关闭规律对调压室水锤防护特性的影响.研究表明:与简单...     

长距离重力流输水工程分级减压设计优化与水锤防护分析

乌兹别克斯坦某城市供水工程中重力流输水段原设计管道耐压等级偏低,需设置减压消能设施。经减压方案对比分析,一级减压方案投资明显高于二级减压方案。采用KYPipe2010计算软件分析稳态计算结果表明,在小流量和极端工况下,减压阀后的减压比达到3.85,阀后会产生较大的气蚀。为此,采取在每级减压阀(DN600)处并联一台小口径的多喷孔减压阀(DN400)。在发生小流量和极端工况时,仅开启DN400多喷孔减压阀消能,以减小汽蚀的危害。关阀水锤分析表明,末端关阀时间选择300 s匀速关闭较为合适,沿线应设置5台超压泄压阀,以防止水锤发生。     

管线末端含虹吸断流结构的输水工程水锤防护

基于瞬变流计算的特征线法,建立真空破坏阀和单向调压塔数学模型,应用于管线末端含虹吸断流结构的输水工程。针对管线系统水锤防护问题,提出真空破坏阀单独防护、真空破坏阀和空气阀联合防护、真空破坏阀和单向塔联合防护等3种防护方案。结合管道压力控制要求,分析对比危险工况下水泵事故掉电时3种防护方案对管线系统水力过渡过程的影响。结果表明:针对管线末端含虹吸断流结构的输水工程,在真空破坏阀单独防护方案下,泵后部分管段压力降至汽化压力;在真空破坏阀和空气阀联合防护方案下,虽然管道压力没有降至汽化压力,但是不能满足空气阀防护下-5m最小压力控制标准要求;在真空破坏阀与单向塔联合防护方案下,单向塔防护范围内管线最小压力为0.55m,满足单向塔防护下管线不出现负压的控制标准要求,该方案有较好的水锤防护效果。研究结果可为管线末端含虹吸断流结构的输水工程水锤防护提供参考。     

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。     

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。     

长距离输水工程末端关阀方式对水锤防护的影响

为考察管线末端关阀方式对长距离输水工程水锤防护的影响,针对有压输水管道的特点,运用水锤特征方程组确定了关阀水锤的求解方法,并采用Bentley Haestad Hammer软件对重庆市铜罐驿区域供水项目TIWS.CP2标段水力暂态过程进行了模拟,计算了末端不同关阀模式引起的管道内水压及空腔体积变化。计算结果表明:10 s快速关阀、500 s线性关阀、两阶段关阀3种工况条件下水压峰值分别为1.69,1.15 MPa和0.69 MPa,升压比分别为7.00,4.52及2.56,500 s线性关阀与两阶段关阀水压峰值较10 s快速关阀分别降低了32.0%与59.2%;快速关阀时出现负压,并产生了较大空腔区,水锤衰减作用不明显;3种关阀模式中只有两阶段关阀产生水压峰值满足管道的承压能力。通过对3种关阀模式的水锤效应比较,可以认为两阶段关阀是管线末端关阀方式的最佳选择。     

输水管道含沙水锤模型及特性研究

水锤现象的准确描述对于长距离供水工程安全稳定运行有着至关重要的影响,但传统的水锤模型缺乏对于输水管道含沙水锤的深入探讨与分析。本文基于费祥俊阻力模型定义了管路当量摩阻,借鉴韩文亮浆体水锤波速公式推导了非均质流含沙水锤特征线方程,采用特征线法计算得到了不同泥沙颗粒参数下RPV系统的关阀水锤压力,并与清水水锤计算压力对比。结果表明：清水水锤数值计算瞬态压力与实验数据较为吻合;含沙水锤压力增量与含沙量呈正相关而与颗粒直径无关,含沙量100 kg/m³时最大水锤压力为77.91 m,较清水计算结果高出7.71%;由当量摩阻换算得到的管路糙率与含沙量和颗粒直径呈正相关,与初始流速呈负相关。相关研究成果为高含沙流域长距离供水工程安全运行与水锤防护提供了参考。     

某煤矸石电厂供水工程水锤防护研究

水锤是影响长距离压力输水工程安全运行的一个重要因素,针对长距离输水工程特点,采用水锤计算的特征线法,对某煤矸石电厂供水工程的水锤防护措施进行了分析。提出了水泵出口两阶段关闭蝶阀,空气阀组和活塞阀水锤防护措施,优化了蝶阀和活塞阀的关阀过程和空气阀组进、排气过流面积。结果表明:采用提出的水锤防护措施能有效的免除工程停泵水锤。