长距离输水泵站中空气罐进出口阻力系数对其水锤防护效果影响的研究

在长距离输水的泵站系统中,空气罐正在得到越来越广泛的应用,以往的输水项目中一般在泵房内设置空气罐以调节事故停泵产生的升压和负压,其效果比调压塔、空气阀等要显著一些.随着我国的调水项目越来越多,设置空气罐这种水锤防护方法的研究也在逐步深入展开.空气罐的特征参数对其水锤防护效果的影响很大,如水气比、预充压、进出口阻力系数等...     

空气罐对输水管道水锤的防护研究

针对管道输水系统中的水锤现象，建立空气罐防水锤的数学模型，对有无空气罐两种情况，结合实例进行数值模拟计算，分析了空气罐初始体积，空气罐中气体状态变化指数等参数对管道瞬态压力变化的影响。结果表明，合理地使用空气罐可以有效地减轻水锤的破坏。     

空气罐参数对多驼峰输水系统水锤防护的影响研究

空气罐是长距离输水工程中常见的水锤防护措施,为探究影响其效果的多种因素,以特征线法为基础,结合某实际工程对输水管道进行水力过渡过程分析,建立9组不同的参数组合模型研究罐体的体积、罐内气液比和罐体高度直径比对水锤防护效果的影响,结果表明罐的水锤防护能力随体积和气液比的增大、高度直径比的减小而增强,从经济效益和安全角度出发得到罐的最优参数：体积50.49 m³,高度直径比0.5,气液比1.2。此外,通过12组不同的阀门关闭规律方案对比,发现合理设置末端阀门关闭时间不仅能够降低单向塔的尺寸,还能进一步改善空气罐防护受限处的水锤。     

空气罐在高原山区复杂地形条件下高扬程泵站水锤防护中的应用

【目的】探讨空气罐在高原山区复杂地形条件下高扬程泵站水锤防护中的应用效果。【方法】本文结合云南省某供水工程,基于特征线法建立泵站系统计算模型,进行了多种工况下水力过渡过程仿真计算,对比分析了止回阀拒动无防护、止回阀与防水锤型空气阀联合防护、止回阀与设置在不同位置的空气罐联合防护等工况下水锤防护措施的效果,探讨空气罐对高原山区复杂地形条件下高扬程泵站负水锤防护效果。【结果】在管线后段设置空气罐与水泵出口速闭止回阀联合防护,可使事故停泵下水泵不倒转,沿线无负压,最高升压比1.2倍,满足《泵站设计规范》要求。【结论】在高原山区复杂地形条件下高扬程泵站中将空气罐设置在负水锤源头或较上游位置,可从根本上防护弥合水锤。     

基于EFAST的空气罐水锤防护效果的全局敏感性分析

分析探讨长距离有压输水系统中立式空气罐的各参数变化对其水锤防护能力的影响.以某供水工程为例,采用扩展傅里叶幅度检验(EFAST)法,把事故停泵工况中的最大正压力、最低负压和水泵最大倒转转速作为空气罐水锤防护的结果,分析各参数基于基准值±50％变幅时,对空气罐水锤防护效果的全局敏感性.结果表明:空气罐影响最大水锤压力的主...     

长距离供水工程空气罐调压塔联合防护水锤

结合某实际供水工程并基于特征线法,建立了包含水泵、管道及水锤防护措施的全系统过渡过程数学模型,模拟了停泵工况下系统的压力变化过程.通过计算发现,由于局部高点内水压力较小,为了保证沿线不出现负压,采用常规空气罐方案时,空气罐体积达到530.00 m³.针对常规空气罐方案体积过大的问题,提出了空气罐双向调压塔联合防护方案和空气罐单向调压塔联合防护方案,并对比分析了2种联合防护方案的效果.结果表明2种联合防护方案都能较大幅度地降低空气罐的体积.空气罐双向调压塔联合防护方案下,空气罐体积降至40.27 m³,但双向调压塔高度受测压管水头控制,水泵扬程较高时导致其高度较高,双向调压塔高达到27.00 m;单向调压塔的高度不受测压管水头限制,联合防护方案下空气罐体积为43.83 m³,但为了保证局部高点不出现负压,需增加沿线单向塔的数量.     

空气罐及空气阀联合水锤防护的应用

[目的]探讨空气罐及空气阀联合水锤防护在长距离高扬程供水工程中的应用效果.[方法]本文结合某供水工程,建立了空气罐节点控制条件,空气阀边界条件,基于特征线法通过长距离输水工程水锤仿真计算软件HysimCity建立泵站以及泵后管道段的计算模型,进行了多种工况下水力过渡过程仿真计算,对比分析了无防护措施、有空气罐及空气阀联...     

空气罐与超压泄压阀联合水锤防护特性

提出了一种空气罐与超压泄压阀联合设置的停泵水锤防护方案,并基于瞬变流计算的特征线法建立了空气罐、液控蝶阀、超压泄压阀等边界条件的数学模型,模拟了停泵工况下系统的压力变化过程.结合工程实例,对比分析了空气罐单独防护、空气罐与两阶段关闭泵后液控蝶阀联合防护以及空气罐与超压泄压阀联合防护对停泵水锤的影响.在空气罐体型一定时,对超压泄压阀的启闭规律进行了敏感性分析.计算结果表明,空气罐与两阶段关闭泵后液控蝶阀联合防护方案对输水系统正负水锤防护均不利;而空气罐与超压泄压阀联合防护方案对输水系统正负水锤均有较好的防护效果,与空气罐单独防护方案相比,泵后高压管段最高压应力由1.343 MPa降至1.087 MPa,在满足承压标准1.2 MPa的基础上安全裕度提高了9.4%,空气罐体型也由200 m³缩减至160 m³.超压泄压阀应在5 s内开启至全开度,且开启后持续时间应接近1个相长.     

消除长距离输水管道水锤压力的措

深圳市是以境外水源为供水主要水源的缺水城市,深圳的供水系统比较复杂,以清林径引水调蓄工程为代表的长距离引水工程旨在调节深圳市年内和年际水资源分配不均衡状况,长距离管道和多级提升泵站产生了输水工程的水力过渡计算难题,本文通过对该工程设计中布置的空气阀、旁通管、调压井、缓闭止回阀、水泵开关参数和电气设计原则等水锤防护措施复核验算过程的分析,提出了设计长距离输水工程水锤防护措施设计的一些注意问题。     

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,水池后的重力流段采用减压阀与调节池串联的方式进行消能.停泵工况下为避免高位水池漏空,需要关闭各个减压阀.为了防止关阀产生的升压水锤超过管道承压标准从而发生爆管事故,同时考虑到各调节池水位波动的影响,选择不同关阀方案进行对比.计算结果表明,本工程空气罐较优体积为15 m³,停泵后减压阀采用120 s一段直线关闭.由于减压阀后设置调节池,相继关阀和同时关阀对结果影响较小.研究结论为同类供水工程的设计和安全运行提供了参考.     

空气罐水锤防护的并联泵系统水力振动分析

针对常见的以空气罐为水锤防护装置的并联泵系统,建立了进、出水池间的传递矩阵,用迭代法对复变量方程进行了求解,得到了系统自振频率及其对应振型.以某长距离供水工程为例进行了水力振动计算,得到了14阶系统自振频率及其振型,其中第1,14阶自振频率分别为0.010 6,0.183 3 Hz,自振频率低,仅当扰动源为低频扰动时才可能发生水力共振;系统各阶衰减因子均为负值,表明系统是稳定的,不会出现自激振动;把实例泵系统第8管段的PVC-M管改为焊接钢管,对系统进行了水力振动计算.由于管材改变,水锤波速增大,空气罐空气容积增大,各阶自振频率都增大,波谷、波峰出现的位置不同,压力与流量振幅增大,表明水锤波速对系统自振频率及其振型影响很大,因此在水力振动分析时,对管材、水中含气量等影响水锤波速的因素要引起足够的重视.     

空气阀水锤防护特性的主要影响参数分析及优

对空气阀水锤防护特性的主要影响因素进行了试验分析.结果表明:在合理位置安装合适进排气孔口径的空气阀可有效防止因水柱分离再弥合而导致的巨大水锤升压,但空气阀的防护效果受安装位置和进排气孔口径的影响较大;口径过大,在排气过程中会产生较大的水锤升压,口径过小则可能因进气量和进气速度不够而达不到水锤防护的效果,实际应用中应对进、排气孔口径进行优化或采用"快进慢出"的结构形式;对本试验装置,空气阀应安装在首先产生水柱分离的位置,不合理的安装位置会加剧管道中的水锤压力上升.在此基础上,建立了空气阀参数和泵出口阀关闭程序的优化模型,并采用遗传算法进行求解.将上述优化方法应用到实际供水工程的水锤防护,提出了适宜的水锤防护措施.     

基于改进空气阀模型的输水系统支管放空过程分析

为了分析复杂管道系统支管上游阀门关闭所诱发的水力过渡过程现象,采用进气量由空气阀安装处逐步向下游推进的方法,建立改进的空气阀计算模型,并以某输水系统为例,分别采用2种空气阀模型开展相应的水锤计算.研究结果表明:采用经典空气阀计算模型时,受支管上游高程较大的影响,支管产生了“虚假”流量,导致仿真结果与工程实际偏离较大;而采用改进的空气阀计算模型时,支管流量逐步减小为0,汇流点主线上游流量逐步增大,下游流量逐步减小,过渡过程中主线各调压井水位有所下降,但并未出现漏空现象;各调压井水位及汇流点稳定压力与恒定流计算(主线流量为121.5 m³/s,支线流量为0)结果最大偏差仅0.16 m.计算结果证明了该改进空气阀计算模型的适用性,并为复杂输水系统的放空及充水过程研究提供了一种新的方法.     

康平县开发区水源地地下水流数值模拟及介质参数的敏感度分析

为防止地下水资源过量开采及保证康平县开发区水源地的安全生产,根据该区的水文地质条件,利用地下水数值模拟软件Visual Modflow建立了地下水流数值模拟模型,数值模拟表明:该区地下水位计算值与实测值拟合较好,可以用来预测。利用该模型对不同开采方案下水源地的流场变化进行了预报期为15 a的预测。最后采用正交试验法对模型参数的敏感度进行了分析。     

基于正交试验触电试验平台参数优化及触电信号分析

为解决农村低压电网剩余电流保护装置拒动、误动问题,搭建触电物理试验平台,并提出基于正交试验设计的触电物理试验平台参数优化方法。利用正交设计建立反映试验因素水平组合的正交表,通过对哺乳动物羊、猪的试验因素和触电试验结果的直观分析和方差分析获得较优的触电物理试验平台参数配置;利用CEEMDAN方法对触电信号分解,将其分解分量分别进行相关性分析及FFT研究剩余电流信号、触电电流的时频特性。分析结果表明:触电信号主要频率成分为50 Hz,且出现在imf7～imf8,剩余电流和触电电流信号的CEEMDAN分解层数相同;剩余电流imf1分量存在突变点,触电电流imf1分量必定存在突变点;仅在过零点时刻触电剩余电流信号的imf1分量无突变点存在,其余时刻均存在突变点。     

排灌泵站离心泵磨损失效分析及对策

离心泵在抽取介质的过程中,容易发生离心泵磨损失效的现象.为此,从理论上阐述了离心泵磨损失效的机理;从砂粒特性、材料金相组织及水泵运行工况角度,分析了影响离心泵磨损失效的各种因素;并结合排灌泵站多年运行实践和维修经验,重点在结构设计、合理选材、表面热处理、非金属涂层防护、合金粉末喷焊和补焊等几个方面,提出了防止离心泵过早磨损失效的技术措施,减少了离心泵过流部分磨损,以提高其有效的使用寿命.