有压输水系统水锤防护方案探讨

水锤是有压输水系统中一种极为常见的现象,而长距离、高扬程和大流量输水项目的水锤防护,对工程运行安全显得尤为重要。通过对水锤现象的探讨,分析产生水锤的基本因素,梳理常见的水锤防护措施,提出针对不同情况应采取相应的水锤防护方案;对流速、管线布置、管材、管长和管道最大工作压力等设计参数分析,通过工程案例选取调流调压阀、两阶段缓闭阀、空气阀、空气罐、超压泄压阀、调压塔及增加机组转动惯量等其中适合工程实际的水锤防护措施,使系统水锤危害得到有效缓解,可为类似工程提供经验和借鉴。

泵站过渡过程计算及水锤防护措施研究

文章介绍了水锤的基本概念、泵站水锤的危害、水锤防护研究的目的及意义。通过HAMMER软件对实际工程的供水系统进行数字建模,并对事故停泵时水力过渡过程进行模拟计算,对不同防护措施下的计算结果进行对比,最终提出更适合工程的预防水锤发生的防护措施,从而保证供水系统安全运行,可为类似的工程设计提供参考依据。

农村供水工程管道水锤控制技术初析

为探索地势起伏较大地区农村饮水安全工程输水管线水锤防护的有效措施,以具体工程为例,对其输水管路运行现状及各级泵站进出水池水位情况展开调查分析,根据运行现状中所存在的水锤压力增速过快问题,提出在各水池进水管处设置流量控制阀以调节进入水池的压力和流量,并在高位水池内安装了浮球阀的优化思路;在此基础上,对设置空气阀组和设置空气阀+超压泄压阀组两种防护方案展开分析比较,最终选用设置空气阀+超压泄压阀组的防水锤措施。分析结果对于类似输供水管道水锤防护及安全稳定运行具有参考价值。

建筑工程中长距离供水管道材料的选择与应用研究

管材的选择在供水管网改造的建设中具有重要意义,文章就供水管道材料选择及应用进行探讨。对钢管、球墨管、不锈钢管等管材以及内衬材料的基本性能进行了总结,对材料的性能进行了比较,进而对供水管道材料提出选用原则和建议,具体阐述各种管材的使用,最后对不同材质的适用性及今后的发展趋势进行了总结。目的在于对供水管道材料选择及应用进行理论指导及实践参考,从而保证供水系统运行的安全性,稳定性及经济性。

综合管廊内给水管道的水锤防护研究

随着国家城市管廊建设规划的实施,其安全运行及管理尤为重要,而我国对如给水、中水、热力等压力管道发生爆管影响管廊安全运营的机理认识较少,需进一步研究相关爆管机理。管道系统中产生水锤现象是给水管道发生爆管的一个重要原因,文章以石家庄市正定新区某工程管廊建设为例,重点分析了管廊内给水管线的水锤现象,进一步给出管廊内给水管道的水锤防护措施。

带有自流分水管线的泵站运行工况及过渡过程分析

环县城乡供水第三净水厂工程泵站供水管线沿线分水,且其中一条分支管线呈重力流式,分支管不同的流量分配,对应的管路特性曲线不同,水泵运行工况十分复杂。通过绘制管路特性曲线与水泵特性曲线图,依次分析可能出现的各个工况、水泵运行状态及重力流式分水管末端是否减压,以指导泵站投入使用后正常运行。另外,基于Bentley HAMMER V8i水锤分析软件分析重力流式分支管末端阀门关闭后水泵及管路系统的水力过渡过程,通过设置合理的关阀时间,将系统压力和流量波动降至最低。最后通过HAMMER软件分析验证了水泵综合特性曲线绘制分析方法的准确性,可为类似工程提供参考。

基于高频压力传感器的水锤监测系统

国际水协研究表明,水锤是导致供水管网漏损、爆管的主要原因。针对供水管道漏损严重,爆管现象频发、监测报警不及时等问题,本文设计了一套基于高频压力传感器的水锤监测系统,通过无线数据传输模块将传感器采集的数据传输到数据管理平台。该系统能够充分了解城乡供水管网的运行情况,实现管道压力的持续监测,有效地捕捉水锤事件,实现水锤预警,及时准确地确定水锤事件发生的位置,从而快速进行水锤防护措施优化,预防或降低水锤风险。

大型泵站水锤防护措施选型研究

针对SJZ泵站流量大、扬程高、卧式泵组转动惯量小、输水管线长的特点,泵站突然失电,无防护情况下全管线负压严重。为满足水锤防护后任何工况最小压力均需大于+2 m要求,水锤防护难度很大。本文通过水泵出口不同止回阀—液控球阀、液控活塞阀、轴流式止回阀与管线中防护设置—单向调压塔、双向调压塔及空气罐等16种组合方案计算和比较,考虑水锤防护效果、防冻、占地面积及成本等多种因素,最终方案选用泵后轴流式止回阀、水锤消除罐和双向调压塔组合的水锤防护措施,有效的降低管道的水锤压力,各项指标均满足规范规定,达到了设计要求。

阀门调节对水锤压力的控制效果对比研究

水锤作为输水工程中常见的安全性问题,往往由阀门非正常操作引起,因此有必要对比分析不同阀门调节方式下的水锤问题。通过CFD技术和动网格技术模拟了不同的单、双阀调节方式,分析了管道内不同位置处的水锤压力波动情况。结果表明,单阀调节时,先快后慢的关阀方式在一定的快关关闭量范围内对水锤有抑制作用,快关关闭量过大,即会起到恶化水锤的效果,快关量为60%时可对水锤压力进行有效控制,而快关量为80%时则会恶化水锤;双阀调节时,综合考虑两阀之前和两阀之间压力可发现同时采用“前0.25 s关60%,后0.25 s关40%”方式可避免过高压力及负压的出现。研究结果可为实际工程中阀门快速关断过程设计和操作方案提供参考。

长距离压力输水工程水锤防护研究

水锤是影响长距离压力输水工程安全运行的一个极为重要的因素.针对长距离压力输水工程特点,采用水锤计算的特征线法,对两座长距离压力输水工程的水锤防护措施进行了分析.优化了一长距离有压重力输水工程防护水锤的蝶阀关闭过程.提出了空气阀组概念,水锤分析表明,采用空气阀组和两阶段关闭蝶阀联合作用可有效地防护长距离加压输水工程中水锤危害.

有压供水管道中气囊运动的危害与防护

分析了有压管道内气体的产生条件、运动特点以及气爆型水锤产生的机理 。

长距离加压输水工程停泵水锤防护方案对比研究

分析了超压泄压阀水锤防护设备的特点,主要介绍了由双向调压塔创新设计后的新型箱式双向调压塔的特点,并结合一典型输水工程即长距离、高扬程、多起伏、大管径且管道首末端高、中间低的工程案例,采用特征线法,建立水锤计算模型,对分别采用超压泄压阀和箱式双向调压塔两种水锤防护方案进行了对比研究。

超滤反洗过程中水锤的成因分析及其防护措施的相关探讨

以广东某大型炼厂的实际工程案例为切入点,对传统文献中提到的工程上的“水锤”概念进行了分析,认为目前文献中的“水锤”概念尚存在概念模糊、不严谨之处,并对传统的“水锤”概念提出了修正意见。同时文章以修正后的水锤概念为基础,深入分析了超滤反洗过程中停泵及关阀水锤的成因并提出相应的防护措施。

高起伏长输管线水锤模拟及防护方案优选

针对长距离、高起伏、首尾落差不大的输水管线水锤防护方案难以准确确定的问题,建立了水锤防护设备模型,并以特征线法对其进行求解.分别以双向调压塔、单向调压塔、真空吸气阀为管线负压防护设备,模拟分析事故停泵管线水锤防护效果,最终确定最优水锤防护方案.结果表明,在管线坡峰处综合使用空气阀与真空吸气阀,水锤防护效果最好.

空气阀型式对压力管道水锤防护的影响

针对目前空气阀在工程应用中的盲目性和随意性,对各种型式空气阀在有压管道中水锤防护进行数值模拟,为空气阀在实际工程应用中的选型提供理论依据.根据水锤理论,建立有压管道水力过渡过程数学模型.结合算例利用特征线法对各种空气阀在有压管道中的水锤防护效果进行数值计算.结果表明:管道凸起点安装传统空气阀可以减小负压,但是同时会引起较大正压;安装孔口面积比ε=0.05~0.20的空气阀组可以有效减小负压并降低正压,上浮压力系数ω接近1.0的防水锤型空气阀也可以起到减小负压,降低正压的作用.选择合理型式空气阀,并对空气阀的参数进行优化,可以显著降低管道内负压,并能防止水柱分离再弥合水锤现象发生.

有压管道水击波动过程及优化控制的解析研究

为了实现阀调节对有压管道水击过程的精确控制,获得水击波动过程的解析解很有意义。该文在详细分析水击基本微分方程组及初边值条件的基础上,将波动方程在有限区间内的行波解应用于线性水击波动问题中。通过给定阀门处速度变化规律,引入曲线积分与路径无关条件,得到了阀门关闭过程中管道内无因次水击压强的精确解析解。应用Ritz法求解泛函极值,得到了使管道阀门处峰值压强为最小值时所对应的速度变化及相应的关阀规律。以此构建程序控制,就可最大限度地削减水击压强,以求通过阀门来实施对水击过程的主动控制。

长管道输水系统停泵水力过渡过程分析与防护

阐述了长管道输水系统停泵水力过渡过程的特点,结合工程实例,建立了泵出口阀关闭程序的优化模型,并采用遗传算法对模型进行了求解。应用特征线法对事故停泵后的水力过渡过程进行了计算分析,对空气阀和单向调压塔的防护效果进行了数值模拟和比较,提出了相应的水锤防护措施。

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。

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。