Study on the Technology of Supplying Water Safely by Long-Distance Pipeline

The extensively built long-distance water transmission pipelines have become the main water sources for urban areas. To ensure the reliability and safety of the water supply, from the viewpoint of overall management, it would be necessary to establish a system of information management for the pipeline. The monitoring, calculating and analyzing functions of the system serve to give controlling instructions and safe operating rules to the automatic equipment and technician, making sure the resistance coefficient distribution along the pipeline is reasonable; the hydraulic state transition is smooth when operating conditions change or water supply accidents occur, avoiding the damage of water hammer. This paper covered the composition structures of the information management system of long-distance water transmission pipelines and the functions of the subsystems, and finally elaborated on the approaches and steps of building a mathematics model for the analysis of dynamic hydraulic status.

有压输水管道内泥沙淤积形态及水力特性研究

为探究有压管道中泥沙淤积特性和泥沙的引入对管道水力参数的影响,以盐环定扬黄输水工程管道为例,采用物理模型观测与数值模拟相结合的方法开展研究。结果表明:模拟所用数学模型在计算结果上与物理模型试验观测数据及理论计算值基本一致,具有良好的适宜性;管道上升段底部泥沙在大流量下呈集中堆积分布,小流量下呈间断式分布,管道下降段底部泥沙在小流量、小坡度时出现间断分布特征,流量和坡度增大后呈带状分布;泥沙通过上升段之前,下降段小坡度泥沙淤积量与流量成反比,下降段大坡度和水平段泥沙淤积量与流量成正比;管道中泥沙的临界不淤流速与泥沙粒径成正比;管道上下游水位差在引入泥沙后增大,幅度在0.43~2.27 cm之间;管道断面流速在引入泥沙后略微减小,最大减小0.045 m/s,且泥沙进入管道会使断面峰值流速上移;各断面压强在清水和水沙条件下基本不变,最大仅相差0.46%。

长距离输水压力管线通水试运行关键技术

结合唐山市环城水系提升改造综合治理工程引邱入城工程36 km管线工程通水试运行的成功案例,简要介绍在距离长、管径大、管道高差大等情况下,采取分段充水加压,利用压力传感系统辅助判断管道内通水情况的方法,顺利实现通水,总结了长距离输水压力管线通水试运行关键技术。

高扬程输水管线停泵水锤防护措施研究

高扬程输水管线系统在电力工程取水系统应用中逐步增多。当升压泵发生事故停泵时,如果没有合理可靠的水锤防护措施,产生的停泵水锤会对输水管线造成破坏性影响。本文结合贵州某电厂输水工程案例,利用水锤分析软件对输水管线进行停泵水锤分析计算,比较各种防护措施对系统的影响,提出两阶段关阀程序、气压罐与注气微排阀相结合的组合水锤防护措施。

超长距离的输水管道水压试验

近年来,随着国民经济的不断发展,为了提高居民的幸福感和获得感,国家加大了对民生水利基础设施建设的投资力度。为了解决安全饮水问题,通过长距离输水管道输水已成为普遍的做法。新疆某水源工程具有的特点:输水线路长、输水管道口径大、工期短,若按照现行施工规范中要求的分段长度进行水压试验,其施工进度满足不了节点要求,进而影响到全线通水的总目标;为此,项目部根据管线的地形条件突破规范要求的限长进行了试验段的划分,编制了详细的水压试验方案,邀请了业内知名专家进行了论证并获得同意;通过分段试验设计、现场施工到最终通水一次成功,证明了所采用的施工方法合理、施工质量合格、检测方法得当。阐述了对输水管道水压试验进行的分析与总结,可供其它类似引水工程借鉴。

高扬程输水管线停泵水锤防护措施

高扬程输水管线停泵水锤现象在管道系统中具有显著的危害,了解其形成机制、特点和防护措施至关重要。停泵水锤是由于水流突然中断或变速引发的压力波动,可能造成管道破裂或设备损坏,因此需要采取有效的防护措施。常见的防护方法包括安装缓闭止回阀、空气阀以及采用调节水流速度的设备,通过这些措施能够有效降低水锤的冲击力,保障管道系统的安全运行。结合实际案例,对所应用的防护措施进行成效评价,结果显示防护措施具有良好的效果,显著提高了管道的运行安全性和稳定性。

高气油比混输管路水力计算模型的比较

在气液两相流研究中,管道的压降计算是一项极为重要的工作。在常用的多相混输计算软件中,有多种水力学计算模型,适用于不同流型的水力计算。对于高气油比混输管道,利用锦州20—2凝析气田和上海—平湖气田的实际生产数据,对混输管路水力计算的参数进行了研究分析,筛选出了用于压降计算的模型方程BBME、MBE和DE,并对多相混输管道压降与流量的关系作了讨论。

基于管输天然气压力能回收的液化调峰方案

近年来,高压天然气长输管网迅速发展。为了回收天然气管网蕴含的巨大压力能,且同时满足城市燃气调峰的需要,提出了回收输气管网压力能的天然气液化调峰方案。在天然气管网的调压站安装带膨胀机或者涡流管的天然气液化装置,用气低谷时充分利用供气管网间的压差通过膨胀机或者涡流管等部件产生冷量用于液化天然气并储存起来,用气高峰时将液化天然气气化起到调峰作用。对目前常用的几种调峰方式进行了比较,分析了该方案具有的优势。

基于压力波法的管道堵塞检测技术

在油气输送管道中,由于低温、高速流动、搅动等因素的影响,天然气在管道中易形成水合物堵塞管道,而油品则易发生凝结堵塞管道。为此,提出了利用管道堵塞前后两端压差的剧烈变化来检测管道的堵塞,并首次提出了利用管道水击过程中的正压波确定油气管道堵塞位置的原理和方法。其原理为:当管道堵塞时,在管道首端发出一个脉冲正压波,正压波沿管道向下游传播遇堵塞物后反弹向首端传播,在管道首端可以获得两次正压波信息;通过采集管道首端压力信号,并利用小波变换法提取压力信号突变信息,获得正压波两次通过传感器的时间差,最后结合正压波波速便可以确定管道堵塞的位置。该方法具有所需设备少、操作费用低、操作简单等优点,优于现有的管道堵塞位置确定方法。

输气管道的气压试验技术

随着我国天然气管道建设的快速发展 ,在施工过程中不断出现一些新的急需解决的技术问题 ,如特殊地段的大口径、高压输气管道试压问题就是其中一例。介绍了目前国内外输气管道气压试验技术的应用及发展现状 ,分析了气压试验时管道的断裂和止裂问题 ,并针对高压、大口径输气管道的特点 。

国内外输气管道试压技术现状综述

对国内外输气管道试压技术现状和发展趋势进行了论述,总结了国内外几种常用规范中对试压介质和试压强度的规定,统计分析了高强度试压对管道安全运行的保障作用,提出采用压力—容积曲线法控制试验压力的方法,该方法既可以达到较高的试压强度,又不会造成管道永久变形,技术合理。指出了目前我国管道试压水平与国外的差距及今后的发展方向。

干线快速载断阀压降速率设定值的确定方法

根据输气管道安全的需要 ,对干线快速截断阀压降速率设定值的确定方法进行了研究。提出了用有限元方法解管道瞬态流动的偏微分方程组 ,并用稳态流和瞬态流相结合的方法来模拟管道发生泄漏时的流动状态 ,进而求得干线快速截断阀合适的压降速率设定值。给出了详细的算法和用所编制的工程软件计算的实例。

西气东输二线线路截断阀压降速率计算分析

目前,国内输气管道行业普遍采用经验值来确定线路截断阀压降速率设定值,存在较大不确定性,可能导致线路截断阀误动作或事故状态下不动作。为合理确定输气管道线路截断阀压降速率设定值,文中以西气东输二线为例,对输气管道小孔泄漏、压缩机停机和管道调峰等工况下的压降速率进行分析,给出了线路截断阀压降速率设定值的计算方法。

输气管道试压技术的发展现状

输气管道试压是对管道施工质量、管材性能及管道整体质量的一次综合检验,也是投产前对管道系统能否在设计压力下安全运行的最后一次检验。因此,基于管道试压在管道工程建设和运行中的重要意义,从试压介质、试压管段划分和强度试验压力等方面对试压工作进行了论述,并介绍了国内外输气管道试压标准在以上方面的相关规定,分析了不同标准之间的差异,通过对比指出了目前国内管道试压水平与国外的差距及今后的发展方向。

武器膛压测试系统传压管道的频率响应特性分析

传压管道是武器膛压测试系统的一个重要环节,它的动态特性直接影响测试系统的工作频率和测量精度。利用单自由度二阶系统管道模型及其算法对传压管道频响特性进行了数值模拟,分析了传压管道的几何参数以及传压介质中气体占有率对管道固有频率的影响。理论分析和数值模拟的结果可以作为膛压测量中传压管道的使用依据。

分输站压力控制系统的优化设计与应用

以西气东输管道的工艺需求分析为基础,阐述了管道分输站压力控制系统的设计理念、设计思路以及设计优化原则,分析了压力控制系统在正常运行方式、低流量时的操作方式和流量/压力自动选择性调节方式条件下的应用效果,给出了实际应用实例,以期为今后输气管道类似设计或水平提升提供借鉴和参考依据。

输气管道断裂过程中减压波传播特性研究

天然气管道一旦发生断裂,容易引起一系列重大事故,尤其是在高压富气管道断裂过程中,管道中的流体可能由单相变为两相,增大了管道裂纹扩展的风险。为此,结合经典的气体单相流和气液两相流声速统一计算模型,建立了新的输气管道减压波模型,研究了在减压过程中发生相变时的减压波特性,并开发了相应的计算程序Decom wave,分析了气质、压力、温度对减压波特性的影响,指出随着重组分的增加、压力的升高和温度的降低,减压波特性逐渐从单相中减压波特性变为气液两相中的减压波特性。实例验证表明,该模型不仅能够准确描述干气输送管道断裂过程中的减压波传播特性,而且能够较好地描述富气管道减压波传播过程中出现的相变过程及进入两相区后的减压波特性,可用于输气管道断裂过程中减压波传播特性的研究。

非停输管道焊接修复极限压力设计

打孔盗油管线在焊接修复过程中产生的局部高温使热源周边材料强度降低,因此在非停输状态下进行焊接可能导致管道在内压作用下发生破裂事故。基于ANSYS有限元软件平台,对焊接修复过程中的温度场进行数值模拟,并根据模拟结果,计算管道的有效壁厚,从而确定在非停输状态下焊接修复时管道所能承受的极限压力,并进一步分析了焊接速度对极限压力的影响。结果表明,随着焊接速度的减小,管道承压能力降低。

山区长输管道施工中试压分段的技巧

由于山区地形复杂,地势起伏较大,山区长输管道试压前的分段既要考虑诸多因素以确保试压安全和便利,又要尽量减少分段的数量以缩短工期和降低施工成本,与平原地区相比,山区长输管道试压管段的划分要复杂得多。文章以榆林—济南输气管道榆阳段为例,介绍了山区长输管道试压分段的有关经验和做法。

超大口径水平定向钻进施工泥浆压力研究

以南水北调配套工程某干渠输水管道工程穿越308国道地层工程为例,用幂率流体描述水平定向钻施工过程中孔底泥浆的流变特性,分析泥浆在孔底流动的最小需要泥浆压力;将FLAC模拟塑性区扩展到最大允许塑性区半径时的泥浆压力作为最大允许泥浆压力;并计算泥浆在输送过程中的损失压力,以此来推算施工中适宜的泵送泥浆压力。结果表明,输送损失的压力占泵送压力的比例较大,为回拖荷载的重要组成部分,不可忽略。最后结合实际工程对最小需要泥浆压力、最大允许泥浆压力及输送损失压力进行了计算,从而得到施工时适宜的泵送压力范围。