“V”形管线布置的长距离输水工程关阀水锤及防护研究

针对"V"形长距离、高落差的重力流输水工程中的关阀水锤问题,文中以吉林省某供水工程为背景,采用特征线法,建立了包括管道、阀门在内的全系统水力过渡过程数学模型,通过数值计算,模拟工程关阀时的管道水锤,并提出了防护关阀水锤的方法。通过3种不同关阀方案的对比分析,最终确定较优的阀门关闭时间为300 s。文中研究成果为保障工程运行安全提供了依据,也为同类重力流供水工程的关阀水锤防护和设计提供了借鉴和参考。     

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。     

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。     

多水位多流量多关阀点重力流输水管道关阀水锤研究

以东南某山区县城预建重力流输水管道为例，选取水库水位、管道流量和关阀点为变量，得到了12种运行工况，模拟了这些工况在多种关阀时长下的水力过渡过程，分析了三个变量对关阀水锤的影响，并对每种工况提出了水锤防护建议。结果表明：水库水位的影响不能一概而论；管道流量越大，水锤造成的影响一般也越大；关阀点的位置对于水锤的影响极大，适当延长关阀时长并增设排气阀可消除水锤带来的影响。研究旨在通过工程实例说明重力流关阀水锤的复杂性，进而建议水锤分析的工况应尽可能全面，尤其是要注重分析多关阀点下的工况。     

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。     

引青济秦管道工程防水锤措施研究

针对阀门调节范围内从关闭角度、关闭时间、快关慢关等方面提出方案,根据特征线法进行求解,分析了关阀的最优操作程序为快关1min至60（°）,后匀速30min缓慢关阀,有效地避免了关阀水力过渡过程中压力升高,确保了系统安全,提出了引青济秦管道工程防治水锤措施,为今后运行管理、阀门操作提供了合理的建议。     

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。     

下河泉北留供水工程支管关阀水锤计算

论述了关阀水锤计算的必要性,计算了下河泉北留供水工程支管关阀水锤的结果,并提出了最短的关阀时间。     

长距离重力流树状输水管网水锤模拟分析

结合某安全饮用水工程实际,采用水锤计算的特征线法建立了长距离重力流树状管网输水系统水锤计算的数学模型,应用MATLAB编程计算了不同关阀(开阀)程序对输水干管水力过渡过程的影响.研究项目干管1#阀门选择蝶阀,2#和3#阀门选择两阶段关闭液控蝶阀,支管选择水力遥控浮球阀(4#～12#).水力遥控浮球阀均30 s线性关闭;...     

高扬程输水系统停泵水锤防护分析

为保证高扬程输水系统的可靠性,降低输水系统工程投资,基于特征线法对高扬程输水系统水力过渡过程进行计算分析,判断高扬程输水系统发生水锤的类型,并分析不同关阀方案时输水系统的水锤影响。结果表明：发生间接水锤时,对水泵出口阀门采取两段关闭方案,输水系统中机组的参数、管路最大压力满足规范要求;快关时间对机组最大反转速、阀后最大压力上升值影响相对较小;慢关时间对机组最大反转速、阀后最大压力上升值影响较大。     

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。     

文山州某提水泵站水锤计算及防护措施研究

以云南省文山州某泵站提水工程为实例,依据水锤特征性方法对某泵站工程水力过渡过程进行计算分析,并提出了合理的水锤防护措施.分析计算结果表明:针对长距离、高扬程、大流量特点的某泵站提水工程,泵后采用快关止回阀或两阶段关液控阀并结合沿输水管线布置双向调压塔的联合水锤防护措施,能有效降低管路系统中水锤正压,消除水锤负压和满足水...     

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。     

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。     

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。     

马鬃山镇供水工程重力流水力过渡过程分析

肃北蒙古族自治县马鬃山镇供水工程是一个长距离、高扬程的调水工程,包含加压输水和重力流输水两种方式。工程设计中应用PIPE2000软件,建立水锤、空气阀等计算模型,通过水力过渡过程仿真计算分析,提出了重力流段设置3处消能工,管线局部高点设置防水锤型空气阀,末端阀门多阶段控制并且沿线配置电磁自驱式压力波动预止阀联合运行的安全保护方案。     

长距离重力流输水管路水锤防护研究

长距离重力流输水管路距离长、支线多、落差大,当末端水厂阀门突然关闭时,管路则产生破坏性较大的水锤压力。在输水管路中采取合理的水锤防护措施,为保证输水工程的可靠性提供了重要作用。以河南叶县的南水北调受水区供水配套输水工程为研究对象,对管路末端水厂阀门同时关闭产生的水锤压力进行模拟计算,采用空气阀、超压泄压阀相结合的方式作为水锤防护措施。由计算结果发现空气阀、超压泄压阀联合防护能有效减小管路中产生的水锤压力,研究成果可为类似工程的水锤防护提供参考。     

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。