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。     

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。     

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。     

毕大供水泵站事故停泵水锤模拟分析与防护

为确定毕大供水系统事故停泵水锤的合理防护措施,确保泵站运行安全。根据夹岩水库最低运行水位至最高运行水位有18m变幅特征,基于某软件建立水力过渡过程仿真模型。通过模拟计算,确定出口两阶段阀门慢关和快关的最优关闭规律组合,并获得3种不同组合工况条件下泵出口阀后点压力和泵进口阀前点的水锤压力。计算结果表明:建立的仿真数学模型合理可靠,两阶段关闭水击泄压阀和空气双动式防水锤空气阀的联合防护措施效果明显,为管道和泵站的水锤防护设计提供详细数据依据。     

长距离泵输水系统事故停泵水锤数值模拟研究

为了确定输水系统事故停泵水锤的合理防护措施,根据辛安泵站长距离高扬程的工程特点,建立水锤数学模型。通过模拟计算,确定了两阶段阀门的最优关闭规律,并将水泵出口设置两阶段关闭蝶阀、无关闭阀、蝶阀和空气阀联合防护3种不同条件下停泵水锤水力瞬态过程计算结果进行对比分析。结果表明：所建立的数学模型合理,蝶NN空气阀联合防护措施效果明显,为管道和泵站的设计提供依据。     

泵站压力管道的水锤研究

泵站停泵水锤是最具危害的一种现象,会使管道爆裂进而导致工厂停工等。因此,在泵站的设计中对于水锤的设计一直都较为重视。本文以某泵站工程为案例,首先论述了管材的选择过程;然后进行了水锤计算分析,从关阀模式选择、空气罐优化、空气阀的优化设计等来说明水锤的防护设计;最后总结了泵站压力管道水锤防护的几种措施。本文的研究内容对于提高泵站压力管道的防护具有重要的参考价值。     

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。     

长距离有压输水系统事故停泵水锤防护措施研究

为了防止事故停泵水锤危害长距离有压输水系统的运行安全,研究事故工况下的长距离有压输水系统的水锤防护措施具有重要现实意义。结合工程实例,根据管道瞬变流基本原理,采用特征线法建立了星石泊泵站至卧龙隧洞入口段有压输水管道模型,模拟计算了星石泊泵站发生停泵事故后的水力过渡过程,讨论了泵后阀关闭程序和增设不同数量空气阀等措施对事故停泵水锤防护效果的影响,探究了长距离有压输水系统突发停泵事故的水锤防护措施及规律,并得到了相应的停泵水锤联合防护方案,最后提出了针对长距离有压输水系统的水锤防护优化建议。结果表明：将增设空气阀防护与泵后阀关闭程序防护相结合,可实现长距离有压输水系统的停泵水锤防护的目的。研究成果不仅有助于保障本段工程的安全运行,并且同时期望对于类似工程的水锤防护具有参考和借鉴意义。     

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。     

新疆SJZ泵站机电设计综述

文章主要介绍了新疆某调水工程中一座扬水泵站机电设计方面的相关内容。主要针对工程的运行特点和要求,对泵站的输水系统、水力机械设备、电气主接线、自动化控制及通信的设计进行了综合介绍,供今后其他调水工程及泵站设计参考。     

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。     

HysimCity软件在长距离输水工程水锤防护仿真分析中的应用

结合某长距离压力输水工程设计工作实践,采用我国自主研发的水锤防护仿真计算软件Hysim City对其进行水锤防护计算分析,并提出了泵后阀及管道出口阀采用分段关闭和管线沿线布设复合式空气阀联合进行的水锤防护措施,证明该防护措施的有效性。     

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。     

梯级泵站事故停泵水力过渡过程研究

为了在发生事故停泵时确保梯级泵站及管线的安全,有必要对梯级泵站事故停泵水力过渡过程进行分析,进而提出合理的防护措施。基于特征线法,对梯级泵站事故停泵水力过渡过程进行模拟分析,针对单级或多级泵站事故停泵时存在的水柱分离、机组倒转速过大、调节池漫顶或吸干等问题,提出了对应的防护措施。以某三级泵站输水工程(输水管路长29.7 km,总扬程178 m,设计输水流量30万m~3/d,管径1 600 mm)进行了实例分析,结果表明:在沿程管路局部高点设置38座空气阀,并采取合理的两阶段关闭泵后阀操作,可以避免三级泵站同时事故停泵时管路产生水柱分离及机组过大倒转速;单级泵站事故停泵时以合理的顺序和响应时间关闭剩余泵站、两级泵站事故停泵时采取合理的停泵响应时间,可有效避免调节池吸干或漫顶;梯级泵站级间调节池的尺寸选取应综合考虑事故停泵时的响应时间、管道设计压力等因素,尺寸并非越大越好。工程条件允许时,建议采取开敞式调节池或在调节池侧壁设置溢流孔,以避免漫顶。     

多工况条件下某滨海抽水泵站水力特性研究

针对某滨海抽水泵站工程线路开展水力特性分析,研究不同工况条件下抽水泵站水力特性差异,获得了同等水泵分别在稳态非变频与变频工况下,单泵运行效率与水泵净高间关系;水泵并联对运行效率提升作用,随并联水泵的增多,单泵变频效率的提升更为显著;在水力过渡过程工况下,3台、5台泵运行过程中出现负荷压力及解决措施。获得在同一开、关阀时间下管路压力与开阀角度间关系,开阀角度增大,管路最大压力有所增长;亦获得了同一开阀角度下,开阀时间对管路压力影响特性。论文为研究抽水泵站在多工况运行下其水力特征参数提供参考依据。     

某提灌泵站水锤计算与防护研究

某提灌泵站工程地形比较复杂、输水距离远、泵站扬程高，采取泵站水锤防护措施十分必要。以某提灌工程为例，分别计算两种工况下的水锤防护情况：(1)泵站无防护措施时发生泵站事故停泵的水锤分析；(2)采取增加空气阀装置的防护措施后发生泵站事故停泵时的水锤分析。结果表明，水泵在没有水锤保护措施时，管网压力变化范围很大；在增加空气阀之后，管网内压力的变化范围明显缩小很多，且都在正常工作压力范围内，有效地保护了水泵的安全运行。     

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。     

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。     

现代调水工程的水力控制理论

介绍了现代调水工程水力控制的研究目的和意义,主要研究的8个课题:管道水击、明渠非恒定流、明渠冰过程、变速泵和闸门的自动控制、系统故障和泄漏检测、系统辨识、规划设计和运行优化及计算机数字三维仿真等。介绍了计算机数字仿真系统的组成,各子系统的研究内容及功能。最后介绍了4项水力控制新技术,包括:基于多功能自动调节堰井的低压输水技术,增大电机转动惯量防止液柱分离技术,适应水击控制的多喷孔套筒式调流阀技术,控制输水管道瞬态液柱分离的空气阀调压室技术。     

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。