基于KY PIPE的管道输水工程停泵水锤分析及防护方案研究

当长距离有压输水工程因事故突然断电停泵时,易产生停泵水锤,危害输水系统的安全运行。为减轻停泵水锤对泵站等管道输水系统的危害,基于实际工程,使用KY PIPE 2022软件建立了相应的水锤计算模型,通过数值模拟探究输水系统停泵水锤水力过渡全过程,讨论了两阶段缓闭式止回阀不同关阀程序和气囊式空气罐不同布置方式对水锤防护效果的影响规律。结果表明,止回阀两阶段关阀程序优于线性关阀程序;对于管线前端负压较轻的输水工程,气囊式空气罐在管线中部串联布置相较于首尾布置有更好的经济性和可行性。气囊式空气罐、空气阀和两阶段缓闭式止回阀联合防护方案可有效抑制水泵倒转和水体倒流现象,有效控制管内最大正压和负压,使各项关键参数满足规范要求。

泵站停泵水锤事故溯源分析及防护

为研究两阶段缓闭止回阀关阀时间及类型对停泵水锤的影响,以蓝山县高塘坪分置式抽水蓄能工程中的泵站为例,基于两阶段缓闭止回阀工作原理,采用数值模拟方法溯源分析停泵水锤事故产生原因,并对比不同工况下液控蝶阀及多功能水泵控制阀在相同总关阀时间下的停泵水锤防护效果。结果表明,液控蝶阀关阀规律不合理是导致停泵水锤事故的主要原因;与液控蝶阀相比,多功能水泵控制阀在不同工况下的一阶段零流速的自适应关阀方式,可显著降低停泵工况下的水锤峰;经现场实测获取更换多功能水泵控制阀后的停泵水锤曲线,多功能水泵控制阀有效地解决了泵站水锤防护问题,提升了泵站的安全韧性。

气液两相流供水管道停泵水锤计算及防护研究

为对输水管道内气液两相流时停泵水锤工况进行模拟研究,根据水锤基本理论,通过对系统内气液两相流流态的合理简化,搭建水锤计算模型,选取工程实例,进行最不利工况下的模拟计算。结果表明:突然停泵会在管道中产生严重的断流弥合水锤现象,最大超压约71 m;管道含气5%时比不含气状态的水锤压力水头高出10~40 m,且水锤波周期变长,收敛性更差。针对工程实例进行水锤防护分析,对“快关止回阀+气压罐”“缓闭止回阀+气压罐”“缓闭止回阀+箱式双向调压塔”3种防护措施进行比较,得出采用“缓闭止回阀+箱式双向调压塔”可以有效缓解管网水锤压力、保障管网正常稳定运行的结论。

大变幅浮船泵站输水系统停泵水锤防护研究

浮船泵站输水系统的停泵水锤防护除了需保证机组和输水管道安全外,还要考虑水锤压力对活动摇臂和浮船的冲击,保证浮船稳定。对云南省某大变幅浮船泵站输水系统的停泵过渡过程进行数值模拟研究。结果表明,最低进水位工况为水锤防护的最不利工况;泵出口阀拒动条件下,若机组倒转转速超标且在停泵后3s内即达到最大倒泄流量,综合考虑阀门驱动能力需求、机组倒转转速和水锤压力,泵出口阀推荐采用轴流式止回阀;在“泵出口轴流式止回阀+岸上空气罐+中间止回阀+防水锤空气阀”的水锤防护方案中,轴流式止回阀保证机组不倒转,空气罐和防水锤型空气阀降低了输水管道内的最大水锤压力并改善了负压状况,中间止回阀减小了水泵出口和摇臂段的压力振荡幅度和振荡时间,有效解决了该浮船输水系统的停泵水锤防护问题。

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。

高扬程泵站停泵水锤防护措施的比较与分析

高扬程泵站因流量大、扬程高,在事故工况时极易发生严重的断流弥合水锤。以水锤分析为基础,结合工程实例,并通过数值模拟对事故工况时高扬程泵站的水力过渡过程进行计算分析,结果表明:采用调压塔+空气阀+泵端液控蝶阀防护效果最佳,将单向调压塔装设在起伏管道的最高点可有效消除负压和降低停泵水锤带来的升压。

长距离有压管道输水系统的停泵水锤安全防护及优化

在长距离有压管道输水系统中,为了避免事故停泵水锤威胁输水系统的安全,有必要对有压管道中的水锤进行准确的模拟。根据水锤基本理论,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,讨论了泵出口阀关闭程序,沿线设置的空气阀和调压塔等措施对水锤防护效果的影响,最后提出相应的优化建议。

压水堆核电厂三回路停泵水锤数值模拟

应用停泵水锤的基本理论,建立了压水堆核电厂三回路水泵、泵出口阀、冷凝器和出水虹吸井等边界条件的数学模型,并采用特征线法进行求解。结合工程实例计算说明,泵出口阀的关闭程序对水锤压力的影响较大,水泵出口采用两阶段关闭液控蝶阀可以有效减小停泵水锤压力,但其关闭程序应在水锤数值模拟分析的基础上优化确定。

长输浆体管路停泵水锤的研究

泵全特性曲线不仅是描述泵运行状况的参数,也是进行水力过渡过程泵系统优化设计的重要数据,在停泵水锤中扮演着重要的角色。在进行停泵水锤的计算时,必须先对泵全面性能取向进行一系列的数值化改造,得到相应的数据供计算机调用。通过对泵全特性曲线的分析和改造,利用就近取值法和通用公式法分别得到一系列离散数据作为停泵水锤的边界条件,然后进行长距离浆体输送管道的停泵水锤计算。分别比较了数值差异在无阀、普通阀、缓闭阀管道系统水力过渡过程的影响。得到了同类型不同比转速的泵全特性曲线的差异并不大,曲线数值化后具有相同特点,对停泵水锤的影响并不大,说明根据相似理论改造在理论上是可行的。

泵站供水工程停泵水锤分析及防护方案

为了减轻事故停泵水锤危害,保证泵站输水系统安全运行,结合某泵站供水工程,依据瞬变流理论,采用特征线方法,使用MATLAB编程语言。首先计算了事故停泵对输水系统的危害,再对比分析了两阶段液控关闭止回阀和空气阀联合防护措施和空气罐、两阶段液控关闭止回阀、空气阀联合防护措施的水锤防护效果。结果表明:空气罐、两阶段液控关闭止回阀和空气阀联合防护措施,可以有效抑制负压、降低正压,并将水泵倒转速控制在允许范围内。

沿江取水泵站停泵水锤防护措施比较

对沿江取水泵站停泵水锤的特点进行了分析,阐述了3种水锤防护措施即空气阀、空气罐和单向调压塔的原理及边界条件的数学模型,并结合具体实例,应用特征线法对不同防护措施的防护效果进行了数值模拟比较分析。

停泵水锤的简易算法及算例

针对目前国内外使用最广泛的各种水锤简易算法,进行归纳比较和对照。并结合工程实例,采用多种算法分析,然后对各种算法的优缺点和适用条件进行了比较,以便得出最佳计算方案。

停泵水锤电算中的几个问题

就停泵水锤数值计算中涉及的几个问题进行了探讨。包括边界条件方程、管道的简化与计算分段、泵阀参数设定。

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。

停泵水锤的简易算法

针对目前国内外使用广泛的各种水锤简易算法,进行归纳比较和对照,并结合工程实例,采用多种算法分析;最后对各种算法的优缺点和适用条件进行了比较,以便得出有效的计算方案。

大型集中空调循环水系统停泵水锤成因分析及防护

从停泵时回水和供水对水泵及止回阀造成的压力脉冲角度,分析了空调循环系统水锤产生的过程和原因,指出了大型空调水系统水锤的严重危害,给出了水锤压力估算的基本方法,并从设计和运行等方面介绍了防治和消除水锤现象的措施.

水泵站停泵水锤计算及其防护措施研究

采用简化的有限差分方程,建立特征线法水锤数学模型,并建立水泵断电泵处的水头平衡方程和转速改变方程边界条件。通过对停泵水锤进行模拟计算,研究突然断电后,发生停泵水锤的暂态过程中,泵站及管路中流量、水头、水泵转速和转矩随时间变化规律以及它们的极值,对泵站及输水管路设计,校核各种载荷、机组最大反转数,校核评价水泵机组及管道等主要设备的机械强度具有重要意义,并提出经济合理的水锤防护措施,以保证泵站、管道安全运行。

双向调压塔和空气罐在停泵水锤防护措施中的应用

结合某配套供水工程质量要求,对该压力输水系统进行水力过渡过程仿真计算,模拟工程设计和运行中可能出现的水力过渡过程,分别采用"双向调压塔+进排气阀"联合水锤防护方案及"空气罐+进排气阀"联合防护2套方案,对扬水泵站抽水断电过渡过程进行计算比选,最终得到"空气罐+进排气阀"联合防护方案可以消除停泵水锤,所需空气罐容积仅为9.42 m3,具有较好的工程经济性。

泵全特性曲线差异对长距离浆体输送管道停泵水锤的影响

通过现有的泵全特性曲线资料,分别采用就近取值法和通用公式法,改造得到工程中所需泵的全特性曲线相关资料。结合实际工程,进行了长距离浆体输送管道停泵水锤的计算,得到用同类型比转速相差不大的泵全特性曲线代替使用泵的全特性曲线进行计算,偏差不大,用不同类型比转速相差很大的泵全特性曲线进行计算,结果偏差较大,将影响实际工程的水锤防护措施。

停泵水锤及其防护措施

本文介绍了水锤现象中最为严重的停泵水锤的概念,造成突然停泵的原因及其停泵水锤的主要特点和危害。针对停泵水锤现象,还重点介绍了一些具体的防护措施以消除停泵水锤现象及应注意的事项。