液控缓闭蝶阀运行中存在的问题及解决方案

文章以长距离输水工程运行为例,介绍了缓闭蝶阀在输水泵站中的应用,阐述了蓄能罐式液控缓闭蝶阀结构和工作原理,分析了其在工程实际应用中的优缺点,并提出改进方案。通过增加液压伺服闭环系统,充分发挥电、液两类伺服的优点,使泵站及输水管线运行更加平稳安全,对高扬程输水管线水锤危害及水泵的倒转现象起到了很好的抑制作用,其改进措施可供其他同类型输水工程借鉴参考。

轴流式止回阀不同流量下的启闭状态研究

本文通过有限元软件Fluent对不同流量下轴流式止回阀的启闭状态进行了大量的相关研究,内容包括正向和反向介质流动下阀瓣受力情况分析、介质流量与开度的关系、介质流量与阀瓣受力情况的关系、阀门流量系数及流阻系数。给出了不同流量情况下确定轴流式止回阀开度的相关方法,对轴流式止回阀的设计具有一定的参考意义。

轴流式止回阀缓冲结构参数对止回性能的影响

针对轴流式止回阀的止回性能,通过动网格数值试验的方法,采用正交试验设计和极差分析,研究缓冲结构的活塞直径、活塞行程、阻尼孔直径3个结构参数对阀瓣止回性能的影响。分析3个结构参数对止回性能的权重影响;以阀瓣的完全闭合时间及止回过程中的最大液动力为目标进行多目标优化设计,在保证瞬态液动力尽可能小的情况下减少阀瓣的闭合时间,实现“快关缓闭”,提升阀门的稳定性。结果表明:笛形缓冲结构在0.0352 s时,由于通孔面积变化导致缓冲阻尼发生突变,使得阀瓣闭合过程中发生震颤,而改进后的缓冲结构具有恒定的阻尼,提升了阀瓣运动的稳定性;通过对3个结构参数的正交试验结果进行极差分析可知,3个结构参数对于阀瓣闭合时间的影响程度排序为:活塞直径(0.0218)>缓冲行程(0.0178)>阻尼孔直径(0.0135),对于最大液动力的影响程度排序为:缓冲行程(204107)>活塞直径(140362)>阻尼孔直径(140086);缩短阀门的止回时间与减小阀芯振动是两个相悖的目标,不存在唯一的最优结构参数,应根据实际工况选取适当的优化结果。

基于动网格的逆止阀关闭特性研究

为了研究核主泵出口逆止阀的关闭特性,采用动网格技术和6DOF模型对旋启式和三偏心式两种类型的逆止阀进行了流场模拟。研究获得了不同流量和不同温度下的逆止阀关闭特性,并对动态关闭过程中的阀板表面的压力场进行了分析。研究表明,旋启式阀板的逆止速度远快于三偏心阀板,在阀板逆止过程中,阀板上下面压力总体上持续上升,上下两面的压差逐渐加大,在阀板上施加的关阀效果扭矩也越来越大。

基于小波分析的液控缓闭止回蝶阀液压缸损坏故障的自动诊断方法

为保证液控缓闭止回蝶阀的正常、稳定运行,需精准完成其液压缸损坏故障的自动诊断,因此,本文提出基于小波分析的液控缓闭止回蝶阀液压缸损坏故障的自动诊断方法。该方法采用小波包分析处理传感器采集的液压缸运行信号,并提取信号中的液压缸故障特征;通过主成分分析方法降低处理提取特征的维数后,将处理后的特征输入至深度置信网络模型中,通过模型学习和迭代训练,输出液压缸损坏故障的自动诊断结果。测试结果显示,该方法在神经元数量为12个的前提下,能有效完成信号中故障特征的提取,并可呈现时域特征结果;具有较好的液压缸损坏故障的自动诊断能力,能判断液压缸损坏故障程度。

某核电站汽轮机中压调阀拒动及慢关超时原因分析

针对某核电站5号机组汽轮机多个中压调节阀拒动及慢关试验超时异常进行了原因分析。通过对现场设备、控制和液压重要参数进行排查,锁定可能的故障模式,并开发出比例阀在线故障诊断装置,通过现场试验研究,分析各项参数对调节阀拒动和慢关试验成功率的影响,最终确定根本原因为C375比例阀主阀芯的摩擦力大、部分中调阀集管块表面平面度差。根据分析结果,提出了清洁集管块平面、提高比例阀减压阀后压力的纠正措施,成功解决了中压调节阀拒动和慢关超时问题。

压力供水管路事故停泵时缓闭蝶阀关闭方式的优化

为控制长距离有压输水管路的水锤压力,运用特征线方法,结合某实际工程,对长距离有压输水管道系统的事故停泵过程进行了计算,得到缓闭蝶阀不同关闭时间和关闭方式下各管段内沿程的最大和最小水锤压力以及相对空化体积数.计算结果表明,不同缓闭蝶阀关闭方式下,管内展现出不同的水锤特性,直接体现在管道的相对空化体积及空化区域上.通过对比分析,提出相对最优的缓闭蝶阀关闭时间和关闭方式.

液流旋启式止回阀关闭动态特性数值模拟

针对旋启式止回阀关闭时出现的水击现象,采用计算流体动力学(CFD)方法,建立了阀瓣的运动方程和二维几何模型,以连续性方程、雷诺平均N-S方程和基于各向同性涡黏性理论的k-ε方程组成旋启式止回阀内部流动数值模拟的控制方程组,借助Fluent软件提供的计算方法和物理模型,利用动网格及其UDF编程(用户自定义函数)技术,对普通和改进后2种模型的关闭过程进行非定常流动的二维数值模拟计算,获得了阀门内部流场的压力场图、速度矢量图、压力曲线图以及速度曲线图.结果表明:原模型在关闭过程中会出现大幅度的波动,而改进后的止回阀只出现小幅度的波动,突变的发生率减小,流动更加稳定,流通能力提高,流体对阀瓣的冲击以及局部的能量损耗降低.研究结果为分析阀门关闭时的水击现象提供了依据.

缓闭止回阀防护水锤的研究

笔者就水泵扬水的压力输水系统中设置气压式调压室和缓闭止回阀的问题 ,建立了实验模型和相应的数学模型 ,并进行了理论分析研究、数值模拟和实验研究 ;通过实验 ,验证了数值模拟的数学模型和计算程序 ,并且指出了缓闭止回阀使用的范围 ,纠正了使用缓闭止回阀的误区 ,对提高压力水系统安全性及降低工程成本具有现实意义。

对冲式止回阀原理及启闭特性分析

压水堆核电站主泵工况变化时,由于止回阀阻止流体逆流,回路会发生程度不同的水击现象。水击严重时不但会产生瞬时超压,危害压力边界,也可能造成止回阀失效。对冲式止回阀是一种新原理止回阀,是为解决传统止回阀关闭时产生的严重水击现象而设计的。分析和实验表明对冲式止回阀能有效地解决回路的水击问题,也能可靠地阻止流体逆流。

梭式止回阀与旋启式止回阀流动特性的数值模拟比较分析

利用FLUENT软件,通过与旋启式止回阀比较,分析了梭式止回阀的流动特性。结果表明:梭式止回阀阀腔内压力均匀分布在阀瓣四周,阀瓣受力是轴对称的,没有产生漩涡,以及压力的波动也很少;且梭式止回阀在开度小于15%,流阻小,流动特性好,在即将关闭时,旋启式止回阀压力变化最大点的压力差不多是梭式止回阀的4倍;在开启瞬间,是梭式止回阀的2倍多,为此梭式止回阀不会产生很大的冲击,具有良好的防水锤特性。

固液两相流管道水击防护措施的计算分析

针对固液两相流的特点 ,建立了水击计算的运动方程及连续方程 ,并采用新方程对矿山常采用的容积泵输送 ,使用的储气罐、泄压阀、缓闭逆止阀等减缓水击压力的防护措施进行了计算分析。得出容积泵输送中储气罐。

离心式压缩机的防喘振控制

针对离心压缩机的喘振影响其正常工作的问题,分析喘振发生的原因,运用折线函数确定防喘振线、动态干预防喘振曲线工作点及比例增益的自整定运算,用CS3000DCS的HY1054模块控制循环阀的快开慢关,实现了离心式压缩机在线运行防喘振控制。投运结果表明,防喘振功能在CS3000系统中能够实现,并且运行效果良好。

超大型离心泵站过渡过程计算及水锤防护

中短距离的超大型离心泵并联泵站在我国灌溉系统中并不多见,但随着规模化农业的发展以及跨流域调水的需求,泵站大型化是一个发展趋势,针对国外一特大型灌溉泵站(8×8000 kW)在各种特征工况下的启停过渡过程进行了计算和分析,根据计算结果提出了防护措施及运行建议:对于最大高差的组合水位,如阀门拒动将导致主泵倒转超过1.3倍额定转速,需采用两阶段关阀进行防护;经计算,正常或事故停泵工况,采用30 s/0.25~90 s/0°两阶段关阀程序可满足所有工况防护要求。但对于并联系统,运行期间需要注意单泵启停对同组其他泵的影响,启停水泵必须由其后的逆止阀实施相应保护,如阀门拒动,则需全停对应泵组。

压力流输水系统中缓闭式液控蝶阀关闭规律研究

对于长距离、高扬程压力流输水系统,一旦发生停泵水锤,将对输水系统产生严重危害。在泵出口设置缓闭式液控蝶阀并以适当的方式关阀是一种简单有效的水锤防护措施。本文结合实际工程,通过特征线法求解水锤基本方程,比较不同关阀方式下管路沿程压力变化、泵站出口断面压力变化及水泵转速变化,提出合适的关阀方式。研究成果可为停泵水锤防护措施的设置提供参考。

缓闭蝶阀关闭规律对事故停泵水锤的影响

采取有效措施降低事故停泵时泵站系统的最大正压、水泵的最大反转速及反转持续时间是避免事故停泵水锤危害发生的关键。针对长距离输水泵站事故停泵普遍存在的倒转及最大正压引起的泵站系统安全问题,以北京市某重点水利工程为例,利用成熟的hammer软件,对该工程泵站系统事故停泵水锤进行了数值模拟计算。通过分析缓闭蝶阀线性关闭及两阶段关闭规律对最大压力、倒转转速的影响,最终推荐了该工程合理的缓闭蝶阀关闭时间规律。结果表明:泵后缓闭蝶阀两阶段关闭规律对事故停泵水锤最大反转速及反转持续时间有较大影响,合理的缓闭蝶阀两阶段关闭规律能有效降低甚至消除事故停泵水锤,是泵站系统事故停泵水锤防护的有效措施。

缓闭阀门在斜井应急排水防水锤中的应用

为了解决矿山斜井应急排水作业时由突然停泵引起的水锤瞬间高压对TPU软管造成爆裂的问题,通过对不同类型管路排除斜井残水作业模式的对比,提出了在软管入口与水泵出口之间安装缓闭阀门的技术措施。基于对多功能水泵控制阀和管力阀缓闭阀门技术特性的研究,形成了DN200、DN150的排水软管应优先选配对应规格的管力阀,及DN100的排水软管与同通径的多功能水泵控制阀组合使用的差异化匹配方案,并试验验证了管力阀能够适用于垂直以外的安装条件。试验表明:同一开度时,阀门水平安装型式流量最大,倾斜状态次之,垂直安装时数值最小;以垂直安装时的流量为基准,DN200管力阀在水平安装时不同开度所对应流量的偏差率为2.95%～4.22%,安装型式对缓闭过程中的流量性能的影响较小。

液控缓闭止回阀内置自检测试系统在冬奥会延庆赛区造雪引水工程的应用

冬奥会延庆赛区造雪引水工程具有距离长、扬程高、纵坡大等特点,过渡过程的分析计算表明,工程的水力过渡过程非常复杂,事故工况产生的正、负压大且迅速。液控缓闭止回阀是水锤防护措施中的重要设备,工程的重要性要求液控缓闭止回阀运行正常、可靠、稳定,确保程度非常高。为此,本工程在液控缓闭止回阀中采用了内置自检测试系统,自检测试系统的设计要点包括基本控制单元及执行机构的检测设计和分析,在机组正常运行时可进行部分行程测试,有效提高了设备运行状态和故障的检测诊断能力。自检测试系统可确保液控缓闭止回阀始终处于性能良好状态,保障冬奥会延庆赛区供水的安全稳定。并建议基于大数据平台进行液控缓闭止回阀产品的管理,不断提高设备的稳定性、可靠性。

水泵站过渡过程计算分析及技术研究

根据某中水头供水泵站的设计及泵组失电过渡过程的计算分析及技术研究,提出了解决泵站过渡过程满足规范要求的办法。

水锤的起因与预防

简要说明了水锤的起因、分类和造成的危害。分析了水锤发生的种种情况 ,对设置能预防水锤产生的止回阀、采用快闭式消声止回阀、改造管网等预防措施进行了阐述 。