前段陡坡长距离供水工程水锤防护方案优选

文章结合我国北方地区某长输管线供水工程实例,针对长距离、高起伏、前段有陡坡的长输供水系统水锤防护问题,对事故停泵水锤防护效果模拟分析,通过分别调节两阶段缓闭止回阀、调压塔和气压罐等水锤防护设备形成不同水锤防护方案,最终通过技术、经济性能综合比选出最优方案。结果表明,在前段有陡坡的长距离供水工程中,以空气阀为基础防护设备,在管线中综合设置两阶段缓闭止回阀和气压罐,能够有效缓解过高和过低的水锤压力,水锤防护效果最好。     

气液两相流供水管道停泵水锤计算及防护研究

为对输水管道内气液两相流时停泵水锤工况进行模拟研究,根据水锤基本理论,通过对系统内气液两相流流态的合理简化,搭建水锤计算模型,选取工程实例,进行最不利工况下的模拟计算。结果表明：突然停泵会在管道中产生严重的断流弥合水锤现象,最大超压约71 m;管道含气5%时比不含气状态的水锤压力水头高出10～40 m,且水锤波周期变长,收敛性更差。针对工程实例进行水锤防护分析,对“快关止回阀+气压罐”“缓闭止回阀+气压罐”“缓闭止回阀+箱式双向调压塔”3种防护措施进行比较,得出采用“缓闭止回阀+箱式双向调压塔”可以有效缓解管网水锤压力、保障管网正常稳定运行的结论。     

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。     

长距离多起伏供水管线水锤防护研究

水锤防护是泵站工程安全设计的关键问题,液控止回阀可以有效缓减长距离输水管线的水锤压力,但当管线呈现长距离多起伏状态并发生弥合性水锤时,仅靠设置液控止回阀不能有效控制水锤压力的上升,本文通过对不同案例水锤的分析计算,提出了"液控止回阀+水锤预防阀+水锤型空气阀"联合使用的消除长距离多起伏管线水锤的设计措施。水锤预作用阀、防水锤型空气阀易于控制、调节、排放,且不会产生水泵冲击,是一种有效而简单的方法,该措施可为类似泵站的水锤防护设计提供参考。     

大型泵站叠压输水水锤防护研究

针对采用压力罐吸水、叠压供水的输水管线的水锤防护问题,本文建立了水锤防护设备模型,以特征线法对其进行求解,分别分析了事故停泵后立即关闭止回阀和延时关闭止回阀两种方案,模拟分析事故停泵管线水锤防护效果,最终确定最优水锤防护方案。结果表明:对于经过加压泵站加压,且起始端有较高余压的输水管线来说,通过延时关闭止回阀能起到水锤防护的效果。对于此类型的输水管段,其求解结果能有效指导水锤防护方案的优选。     

长输管线空气阀设计选型对停泵水锤的重大影响

长输管线凸起点上的空气阀在瞬态下会吸气排气,大气囊会隔断水柱的连续性,形成水锤波的发射界面或遭遇弥合水锤,从而影响水锤相、水锤波形以及缓闭止回阀的关阀程序。本文以Surge水锤分析软件为工具,演示了空气阀吸气后形成的大气囊对水锤相、水锤波形以及止回阀关阀程序的重大影响,得出高速进排气阀和复合式排气阀都不能抑制弥合水锤、吸气后水锤形态发生重大变化以及多种工况下宜快闭而不宜缓闭的泵控止回阀选型原则的结论。结合工程实际,提出了抑制负压水锤的预防和后保护工程措施(如注气微排阀、止回阀快闭和水击泄放阀及气压罐等)的方法。     

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。     

大型泵站水锤防护措施选型研究

针对SJZ泵站流量大、扬程高、卧式泵组转动惯量小、输水管线长的特点,泵站突然失电,无防护情况下全管线负压严重。为满足水锤防护后任何工况最小压力均需大于+2 m要求,水锤防护难度很大。本文通过水泵出口不同止回阀—液控球阀、液控活塞阀、轴流式止回阀与管线中防护设置—单向调压塔、双向调压塔及空气罐等16种组合方案计算和比较,考虑水锤防护效果、防冻、占地面积及成本等多种因素,最终方案选用泵后轴流式止回阀、水锤消除罐和双向调压塔组合的水锤防护措施,有效的降低管道的水锤压力,各项指标均满足规范规定,达到了设计要求。     

真空吸气阀与单向调压塔在长距离多起伏管线中的水锤防护研究

为研究真空吸气阀与单向调压塔在长距离、高起伏、首尾落差不大的输水管线中水锤防护效果,本文建立了真空吸气阀及单向调压塔水锤防护设备模型,以特征线法对其进行求解,对比模拟分析事故停泵管线水锤防护效果,最终确定最优水锤防护方案。结果表明:管线波峰处采用真空阀与空气阀结合方案,水锤防护效果优于单向调压塔方案。长距离、高起伏、首尾落差不大的输水管线中可推广真空吸气阀作为水锤防护设备。     

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。     

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。     

长距离加压和有压重力输水管道水锤防护分析比较

对调水工程的2种输水管道进行水力过渡过程计算，对比分析长距离加压输水系统和长距离有压重力输水系统的水锤防护措施。分析计算结果可知，长距离加压输水系统产生的最大正压多发生在水泵出口处，而负压多发生在管线连续爬坡处，通过泵后止回阀、空气罐、单向稳压塔、双向稳压塔、空气阀、水击泄放阀等以及组合方式可以进行有效防护；长距离有压重力输水系统水锤防护措施分主动防护和被动防护，主动防护要点为在各种工况下保持水流的平稳流态，被动防护为在末端设置水击泄放阀。     

一种新型的“微阻缓闭止回阀”

为了进一步提高缓闭止回阀的综合性能和使用效果,我们在借鉴国内外经验的基础上研制成功了一种新型的微阻缓闭止回阀,它不仅具有可靠的缓闭性能,而且具有舌板防震耐磨、水头损失小、连续可调等优点,经过实际试用、证明是一种性能优良的水锤消除装置。1982年12月通过产品鉴定后,已由辽阳小北河给水设备厂正式安排生产、并定名为HH44Z-10型微阻缓闭止回阀。构造和工作原理微阻缓闭止回阀如图所示。主要部件有衬胶舌     

止回阀在减小停泵水锤压力中的应用

通过总结水锤的传统防护措施及其适用性,介绍了快闭止回阀、液控缓闭蝶阀及不完全关闭止回阀的结构和原理,并分析了后两者在高扬程泵站输水系统中的应用及效果,指出了在处理方法上的优、缺点,以及在使用时应注意的问题。     

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。     

长距离大口径多起伏重力输水工程的水锤防护研究

在城市建设飞速发展过程中,输水工程等民生工程也越发多,因而输水管线安全运行也随之受到关注,其中输水管线水锤防护研究是长距离输水工程安全中尤为重要的一部分。长距离大口径多起伏重力流输水管线的主要特点为管线及阀门等附件口径大、管线距离长、地形高低交替起伏多、流量大,较于一般重力流输水工程管线的而言,其自身特性更为复杂。文章是以国内某输水工程为实例,在建立水力过渡过程模型基础上,依次对不同关阀时间、增加不同水锤防护设备方案进行模拟,选择合适的水锤防护方案。通过多方案对比发现,采用末端关阀并设置单向调压塔和超压泄压阀结合的方案,可降低管线事故停运的水锤波动,有效保证供水安全。     

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。     

空气罐的水锤防护特性及其工程应用

介绍了空气罐的常见结构、工作原理及其水锤分析的数学模型。结合工程实例,对空气罐在长距离管道输水系统中的水锤防护效果进行了数值模拟计算,并对空气罐水锤防护效果的影响因素进行了分析。结果表明:空气罐可有效消除管线中的水柱分离及其再弥合现象;在保证罐内水体不漏空的条件下,罐内初始气体体积越大,水锤防护效果越好;罐体直径对水锤防护效果影响甚小;在一定范围内,连接管直径越大,水锤防护效果越好,但当连接管的直径大到一定程度后,连接管直径增大,水锤压力反而增大,存在一个最优的连接管直径。     

长距离重力流压力输水工程水锤防护设计探讨

随着城市用水规模不断扩大,长距离输水工程日益增多,水锤引起的爆管严重影响了长距离压力输水工程安全。为解决李家河水库输水工程因管线长、地面起伏大而发生水锤破坏可能性的问题,进行管道分段、阀门选择、运行控制等多种措施综合设计,并采用特征线法进行数值模拟计算,有效保障压力输水工程安全。提出长距离重力流压力输水管道水锤防护需从工程手段、技术措施、运行管理等多方面分析,综合制定水锤防护方案,消除水锤对工程安全的影响。     

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。