长距离输水管线事故停泵水锤防护方法分析

在长距离输水管线中,尤以高扬程多起伏压力输水管道水锤防护难度最大,发生水锤事故最多。基于特征线法对实际长距离输水工程发生事故停泵后的水力过渡过程进行计算分析,分别对无防护措施、阀门关闭、空气阀、空气阀与调压塔组合作为管线水锤防护方法,模拟分析事故停泵管线水锤防护效果。结果表明,通过对液控蝶阀采取两阶段关闭规律,并将空气阀与调压塔联合使用,管线的正压与负压得到了很好的控制,机组的参数满足泵站设计规范,该文的研究成果期望对于类似工程的水锤防护具有参考价值和借鉴意义。     

长距离输水管道水力过渡分析及水锤防护措施研究

为避免停泵水锤对长距离输水管道系统造成破坏,有必要对水泵机组及其输水管道进行水力过渡分析,从而提出相应的防水锤措施。采用特征线法,对四川某水厂工程在事故停泵下引起的停泵水锤进行水力过渡计算,分别对无水锤防护措施、二阶段关阀与空气阀联合防护措施以及安装单向调压塔防护措施三种情况进行分析。结果发现:无水锤防护措施下,事故停泵将引起液柱分离再弥合和水泵倒转现象,其倒转速度超过相关规范要求;安装空气阀和改善泵出口阀门关闭规律不能使输水管道内最大水锤压力降低到合理范围之内;安装单向调压塔有效缓解液柱分离再弥合现象的发生,水锤压力在管道设计压力范围之内。     

豹澥潞给水泵站水锤简易计算及其防护措施

以武汉市江夏区豹澥泵站作为典型实例，采用水锤简易计算方法，计算了给水泵站事故停泵时机组的飞逸特性和有逆止阀时管路的水锤压力，并对计算结果进行了分析，提出了相应的防护措施。     

泵站水锤的防护措施及其简易计算(上)

在泵站压力管道系统中,由于阀的启闭,或水泵工作状态的突然变化,常常引起管中的压力急剧升高或降低,这种现象称作“水锤”。对于大容量,长管道,高扬程,大流量的泵站系统,常常因水锤作用使水泵、管道或阀件遭到破坏,因而导致泵房被淹、供水中断,造成重大损失。因此,泵站水锤防护措施的选择及其计算是泵站设讣的重要组成部分,是确保系统安全,节约工程投资及泉站系统优化设计的重要问题。常用的水锤防护方法主要有以下几类:     

梯级供水泵站停泵水力过渡过程分

阐述了梯级供水泵站停泵水力过渡过程的特点，结合工程实例，应用特征线法对两级泵站同时事故停泵或其中一级泵站事故停泵时可能出现的断流弥合水锤、下游泵站进水池抽空或漫顶的问题进行了计算分析，并提出了相应的控制措施。     

豹澥给水泵站水锤简易计算及其防护措施

以武汉市江夏区豹泵站作为典型实例 ,采用水锤简易计算方法 ,计算了给水泵站事故停泵时机组的飞逸特性和有逆止阀时管路的水锤压力 ,并对计算结果进行了分析 ,提出了相应的防护措施     

超驼峰工况下轴流泵事故停泵特性分析

针对带虹吸式出水流道的轴流泵站在超驼峰工况下的事故停泵问题,基于瞬变流理论建立其数学模型,以金口泵站为例分析快速闸门关闭速度、快速闸门预关开度以及静扬程等对事故停泵的影响。研究表明:超驼峰工况下停泵,随着关闸时间的增加,水泵最大水锤压力,倒流流量及倒转转速都逐渐增加;预关闸门的程度越大,水锤最大压力越小,最大倒流流量和最大倒转转速值也越小;静扬程越大,则水锤最大压力越大,最大倒流流量和最大倒转转速值也越大;采用"预关闸门70%,闸门按照120 s线性关闭"的方案可有效防止金口泵站超驼峰停泵时的水锤破坏。     

止回阀不完全关闭法消除扬水站压力水锤分析

止回阀不完全关闭法消除扬水站压力水锤分析李邦层，何俊生（山东省临沂市水利局２７６００３）扬水站中可能产生的水锤现象通常有关间水锤和停泵水锤。由于启闭管道上的阀门而引起的水锤现象称为关间水锤，通常按正常程序启闭阀门时，不会引起很大的水锤压力。由于突然停...     

多泵并串联复杂泵系统水锤分析及其控制

针对万家寨引黄工程长管道、高扬程、多级泵站串联、各泵站多台机组并联的复杂泵系统结构,采用特征线法,建立了边界条件的数学模型,计算分析了全部及部分机组事故停泵水锤过程,研究了采用两阶段关闭阀与调压塔配合进行水锤控制的可靠性问题,为工程设计提供了技术依据,为系统优化设计得出了有益的结论。     

泵站加压与重力自流联合供水工程的停泵水锤防护

针对某首部泵站加压与重力自流相结合的长距离、高落差输水工程,基于瞬变流计算中常用的特征线法建立了全系统水力过渡过程数学模型,模拟了系统停泵水锤全过程.为了解决水泵机组掉电后管道中出现的负压问题,提出了在泵后采用空气罐的防护方案,并对空气罐参数进行优化设计,确定了较优的空气罐体型;于管道最高点处设置高位水池,水池后的重力...     

高扬程泵站的水力自动化

本文结合实际工程对高扬程、小流量、长管线泵站的启动和停泵的水力自动化进行了研究。提出了安全可靠的工程技术措施,成功地解决了水泵启动和事故停泵水锤防护的水力自动化技术问题。     

高位泵站树状供水管网优化设计及水锤防护问题

讨论了某高位泵站树状管网优化前后,在泵的启停、阀的启闭以及消防等过渡工况中的水锤防护问题。首先基于LINGO软件对武汉市某小区供水管网进行了优化设计,然后利用PIPENET软件,分别对原方案管网在无阀防护下停泵、有阀防护以及逆止阀与空气阀联合防护下的停泵工况进行了水锤分析,发现停泵负压问题很难得到妥善解决。为此,采用优化设计结果,在同样工况下进行有、无逆止阀的停泵水锤计算,结果表明无附加防护措施的情况下,管网负压持续问题自然消失,且无明显停泵倒流,说明对于泵站相对位置较高的管网,可不设逆止阀。最后校核了优化方案在消防工况下的表现,进一步说明泵系统的经济运行与安全性问题可以协调考虑。消除水锤危害是确保供水安全性的一部分,本案例的模拟计算结果为管网供水安全性分析提供了新思路。     

惠州深能源丰达电厂取水工程水锤计算与防护

采用特征线法对广东省惠州深能源丰达电厂取水工程进行了水锤计算。因工程采用的是弹性模量较小的玻璃钢夹砂钢管，且管线末端安装的水处理的螺旋混合器消磨了部分水锤能量，故管道中水锤压力较小，但管线两端负压较大。计算表明在管道上设置三个单向调压塔能起到较好的负压防护效果。     

长距离高摩阻供水工程中的水锤计算与防护

针对广东省惠州大亚湾供水工程的特点，应用水锤理论进行长距离抽水系统的水锤计算及防护的研究，提出了相应的防护技术措施。计算结果表明，对于长距离输水系统，当以防负水锤为主时，采用不同形式的调压塔向管道补水是一种切实可行的办法，因而应充分考虑不同调压措施的混合运用，并对大容量调压塔的尺寸进行优化。     

可变速抽蓄机组运行转速对甩负荷过渡过程的影响

为了分析可变速抽水蓄能机组初始运行转速对甩负荷过渡过程调节保证参数的影响,针对可变速抽水蓄能机组的运行特点,基于一维瞬变流理论特征线法,建立了可变速抽水蓄能电站初始运行转速计算及过渡过程仿真模型,结合工程算例,分析了不同水头运行条件下机组运行转速对发电效率的影响,研究了可变速抽水蓄能机组起始运行转速变化对事故甩负荷工况水锤升压和转速上升率的影响,并解释了其原因.结果表明:可变速抽水蓄能机组在高水头和额定水头下额定出力运行时,随着初始运行转速的减小,事故甩负荷后转速最大上升率增大,水锤升压增大.其原因在于可变速抽水蓄能机组初始转速的改变造成甩负荷过程中力矩和流量变化率发生变化.研究成果可为类似工程的运行转速选取和甩负荷过渡过程调保参数优化提供参考.     

超驼峰工况下轴流泵站事故停泵防护方案寻优

针对带虹吸式出水流道的轴流泵站超驼峰工况下事故停泵防护问题,基于瞬变流基本理论,以闸门总关闭时间、闸门快关行程和快关时间为决策变量,以最大倒转转速、最大倒流流量、最大水锤压力和最小水锤压力为评估目标,建立多目标水锤防护措施优化模型,并采用混沌-粒子群算法进行求解.研究表明,相对于标准粒子群算法,混沌粒子群算法粒子多样性强、寻优能力高、算法稳定性好,有效提升了两阶段关闸水锤防护效果;多次寻优结果表明两阶段关闸中,第一阶段关闸速度和关闸角度对倒转转速、倒流流量等指标影响较大,而关闸规律和闸门流量系数对最大水锤压力影响较大;当泵站最大超驼峰水位小于2 m时,采用“14 s快关行程66%,104 s慢关行程34%”的策略可以有效防护事故停泵水锤.     

空气阀在有压输水管路中的水锤防护作用

以输水管径为2.2 m的某长距离泵站输水系统作为研究对象,运用水锤理论及特征线方法,对泵站输水系统进行泵机组事故断电工况下的过渡过程计算,发现管路节点上存在较大负压,其中最大负压水头为-5.9 m.在管线上布置空气阀对负压进行控制,根据工程上空气阀的布置原则,在管线上安装18个空气阀,分别计算在空气阀流入流量系数依次为0.95,0.75和0.62,流出流量系数依次为0.65,0.45和0.62,以及孔口面积分别为0.018,0.071和0.196 m2下的水力过渡过程,得出在管线上安装空气阀的情况下,最大负压水头已控制在-1 m以内,比较分析空气阀的流入流出流量系数、孔口面积对水锤防护的差异,得出在3种空气阀流量系数下最大负压水头依次为-0.69,-0.70和0.71 m;3种孔口面积下最大负压水头依次为-0.88,-0.69和-0.67 m.对于输水管径为2.2 m的泵站输水系统,采用空气阀流入流量系数为0.95、流出流量系数为0.65,空气阀孔口面积为0.196 m2时,可对管路中的负压进行很好的控制.     

压力波动预止阀关闭特性对泵站水锤的影响

为了获得压力波动预止阀在防护泵站水锤方面的水力性能,采用特征线法,通过构建水泵与压力波动预止阀的数学模型,以宁夏固原地区某高扬程泵站为例,详细分析了压力波动预止阀的5种关闭特性曲线对泵站水锤防护效果的影响.结果表明:压力波动预止阀在全开状态并选择针形阀曲线类型时达到最大外泄量;压力波动预止阀在关闭过程中,通过阀门流量的减少率接近于阀门开启面积的减少率.当压力波动预止阀选择为蝶阀类型的减速关闭曲线时,可使泵站出口压力波动最先达到稳定.同时,当压力波动预止阀的曲线类型由加速关闭曲线、常速关闭曲线至减速关闭曲线变化时,整个输水系统最高压力极值下降,而系统最低压力极值上升.因此,压力波动预止阀关闭特性选择为减速关闭曲线类型时,可防护的系统最高压力最小,最低压力最大,从而更有利于水锤防护.     

长距离输水工程停泵水锤的空气罐与气阀防护比较研究

针对寒冷地区长距离输水管道户外设置水锤防护措施困难的特点,提出了空气罐方法的水锤防护措施,阐述了空气罐的工作原理,推导了空气罐和空气阀的边界条件的数学模型,并结合北方某工程实例,应用特征线法对采用空气阀和空气罐两种不同措施的防护效果进行数值模拟和比较分析,并且计算出管道出现汽化时气体体积变化。结果表明空气罐能有效消除空化体积抑制事故停泵后管道内剧烈的压力波动,是一种有效的水锤防护措施。