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。     

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。     

重力流输水管道关阀水锤仿真计算与防护

文章以保德县引黄灌溉工程为例,对引水管线重力流水锤计算工况及参数确定的基础上,进行了重力流输水管道引水阀关闭水锤的仿真计算。为此,设计单位提出了采用蝶阀的技术方案。此外,为有效消除重力流输水管道引水阀关闭水锤,还必须加强排气阀、蝶阀的设备选型以及水柱分离的防护。     

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...     

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。     

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。     

长距离重力流输水系统的联合阀组水力控制研究

针对长距离重力流输水工程中因调节阀的启闭操作产生的正、负水锤问题,本文利用特征线法和水锤波传播理论,结合工程实例,分别对采用末端阀控制、在线阀控制以及在线阀与末端阀联合控制等水力控制方案开展了数值模拟与对比分析。结果表明：采用在线阀与末端阀联合阀组控制方案可有效解决在线阀控制方案中下游管道的负压问题,同时相较于末端阀控制方案,在线阀下游近99 km管道的最大正压降低了15.0～18.6 mH₂O。基于联合阀组方案的控制优势,优化设计了调节阀的关闭时间与方式,提出在线阀的关闭时间宜适当小于末端阀,且宜采用线性或先快后慢的两阶段关阀方式;优化后的联合防护方案不仅保证了管道沿程无负压,而且进一步抑制了在线阀下游管段的水锤正压,极大地降低了管道投资,为类似工程的水力控制方案提供重要参考。     

长距离重力流输水管道系统水锤防护设计

为研究长距离重力流输水管道系统水锤防护设计,文章基于水锤压力理论,利用水锤波的波速、特征线方程及边界条件,建立水锤分析模型。应用该模型计算新疆准东五彩湾供水工程输水管道水锤防护的不同方案,结果表明,新疆准东五彩湾供水工程通过在管道既定位置安装双动式空气阀、超压泄压阀、液控蝶阀及双向调压塔能达到水锤防护要求。对长距离重力流输水管道水锤压力控制有一定的指导价值。     

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。     

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。     

长距离管道输水工程空气阀的配置优化设计

为研究长距离管道输水工程空气阀的配置设计思路及作用,以龙河口引水工程为例,对输水管道中重力流管段和加压输水管段分别采用理论计算和水力过渡过程计算方法进行全面分析。结果表明,在重力流管段末端设置流量调节阀且确定其启闭程序后,管段中空气阀仅需满足充水过程中排气要求即可;加压输水管段中水体汽化压力随空气阀口径增加而增大,减小空气阀口径有利于水锤防护。研究成果对于长距离输水管道空气阀配置具有一定参考价值。     

大跨斜拉输水管桥水锤冲击响应研究

大跨斜拉输水管桥管道内水锤效应往往对桥梁结构安全产生重要影响。建立了某斜拉输水管桥有限元模型,对比分析水-管-桥结构的动力特性,进行了管-桥共振复核。通过特征线法求解水锤基本方程,计算了输水工况转换过程中不同阀门关闭历时产生的水锤压力,分析了水锤冲击作用下管桥主要构件的动力响应,对比研究了水锤荷载不同加载方式及不同关阀历时对管桥构件响应的影响规律。结果表明：管道空管及充水满管情况下的自振频率与桥梁结构的固有频率错开度较大,二者没有发生共振的可能;非均匀加载方式使得管桥各构件动力响应相对均匀加载显著增大,位移和应力的增幅大都超过50%,但不会引起构件的失稳或破坏;随着阀门关闭历时的增加,水锤冲击作用减弱,管桥主要构件的动力响应降低,钢桁梁组件中K型支撑杆、横梁、腹杆的响应下降幅度相对较大,桥塔的响应下降幅度较小。     

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...     

适应水击控制的多喷孔套筒式调流阀研究

现有多喷孔套筒式调流阀无量纲阀门流量系数τ和开度y的特性曲线是线性的,或是上凸的,这有利于在阀门的整个行程内允许精确的流量控制,但是不利于长管道的水击控制.文中提出了适应水击控制多喷孔套筒式调流阀的设计方法和实例,其特点是τ-y曲线是下凹曲线,可以在相同关阀条件下大大减少水击压力.     

宁东供水工程输水管道水锤防护措施应用效果分析

宁夏宁东能源重化工基地及生态移民一期供水工程沿线供水管道采用封闭式“刚性”串联连接,使用的水锤防护措施为单向调压塔和排气补气阀。该措施能有效地防止水锤事故的发生,对产生水柱分离的部位能够进行直接补水。起到了最为直接和有效的防负水锤作用。     

液控蝶阀和超压泄压阀对水锤联合防护效果分析

以山西省长治市庄头泵站为例,针对供水工程倒虹吸管段出现的水锤压力过大的情况,采用数值模拟的方法,分别模拟了两阶段关闭液控蝶阀单独防护水锤、超压泄压阀单独防护水锤与液控蝶阀和超压泄压阀联合防护水锤的压力管路情况。对比分析了3种防护措施下的管路技术指标。分析结果表明:两阶段关闭液控蝶阀单独防护水锤与超压泄压阀单独防护水锤的效果均不明显,管路最大水锤压力仍不满足规范要求;而采取液控蝶阀和超压泄压阀的联合防护措施,能够有效地降低水锤压力,保证供水工程的安全运行。提出的液控蝶阀和超压泄压阀联合防护水锤的方法,可以为庄头泵站的安全运行提供技术支持,同时,也可为其他类似泵站的水锤防护提供参考。     

有压输水管道系统含气水锤防护研究

本文通过在有压输水管道系统安装空气阀对含气水锤防护进行了实验研究和数值计算。研究表明,在有压输水管道顶端安装空气阀可明显地减轻管道中的正压冲击、降低负压,安装空气阀较没有安装空气阀其最高压力降幅达84％左右、最大真空度降低60％。空气阀进、排气时的流量系数对其压力影响十分明显,在保持较高的空气阀进气时的流量系数Cin的情况下,应尽量降低排气时空气阀的流量系数Cout.