长距离有压输水管道采用空气罐与单向调压塔联合防护的应用分析

结合宁夏某供水工程并基于模型计算,建立了包含泵站、长距离有压输水管道及水锤防护措施的全过程数学模型,模拟了水泵抽水断电工况下的过渡过程计算。通过计算发现,在无防护措施条件下,水泵机组发生断电事故、泵后阀门拒动时,水泵流量急剧减小,泵后压力迅速降低。第一相内水泵出口最大降压221.29m。针对该情况提出了联合防护方案、即空气罐+单向调压塔联合防护措施,该工况下计算成果显示,空气罐最小安全水深为0.5 m,单向塔均不发生漏空,输水系统最小内水压力均不小于-2m,各管段最大压力均未超过了最大内水压力的承压标准。通过对该工程的不同工况下力过渡过程计算,为输水系统的管线、泵站、水锤防护措施的选择等提供科学依据和建议,为今后同类工程的设计和计算提供了有效的参考和借鉴,在水利设计应运中具有实际意义。

采用单向调压塔防止长输水管道水柱分离的研究

通过水锤防护的计算分析 ,提出了用单向调压塔防止“水柱分离”的技术方案 ,研制了经济实用的调压塔结构并组织了技术实施 ,取得了良好的水锤防护效果。现场试验结果与理论分析结果非常吻合 。

基于遗传算法的单向调压塔尺寸优化研究

介绍了单向调压塔水锤防护的工作原理及计算模型,对单向调压塔水锤防护效果的主要影响因素进行了分析。采用反问题分析方法,以单向调压塔直径、有效水深、补水管直径及水泵出口阀的关闭参数作为决策变量,以单向调压塔的容积最小作为目标函数,建立了单向调压塔尺寸和水泵出口阀关闭程序同时优化的数学模型,并采用改进遗传算法对优化模型进行求解。该优化模型和优化方法在实际工程中的应用表明,数值模拟结果较准确,由此确定的防护措施可靠。

单向调压塔水锤防护特性的研究

单向调压塔是一种用于防止管道系统中产生负压 ,导致水柱分离再弥合的水锤防护措施。结合九江第三水厂水源泵站长输水管道系统的实例 ,进行了水锤防护措施的分析 ,研究了单向调压塔水锤防护的特性。结合工程实际 ,提出了采用单向调压塔进行水锤防护的技术方案 ,组织了技术实施 ,进行了现场试验研究 。

单向调压塔与稳压塔联合设置对水锤的防护研究

在长距离、大流量和复杂的有压输水系统中,采取联合使用单向调压塔和稳压塔的设计方案,能有效地防止输水系统在事故停泵过程中所产生的负压和防止液柱分离现象的发生。同时对单向塔和稳压塔的体积进行优化,可以保证输水系统的安全。对某长距离输水系统的布置与水力过渡过程计算结果、单向塔和稳压塔的合理设置方案及其比选过程、数学模型的建立及模型的数值求解过程、实例分析等作了较为详细的介绍。

单向调压塔防水锤特性的数值模拟与研究

本文针对三峡机场供水系统的特点，应用水锤基本理论和特征线方法，建立了带单向调压塔泵系统水力过渡过程数值模拟计算的数学模型，分析了各种不同运行组合情况下事故停泵水力过渡过程中单向调压塔的水锤防护特性，研究了水泵出口可控阀的关闭程序对管道系统压力和单向调压塔水位变化的影响，得出了对工程优化设计和运行有重要意义的结论．

基于正交试验的单向调压塔结构优化研究

基于单向调压塔水锤防护原理,对调压塔直径、调压塔有效水深和补水管直径等3个关键参数,采用正交试验方法,比较分析各个参数对水锤防护效果的影响权重及其变化趋势,获得最优的单向调压塔设计方案,并通过现场测试,证明该设计方案的有效性。研究表明:在调压塔内水量充足的情况下,补水管直径对水锤防护效果影响最大,其次是塔内有效水深和调压塔直径;随着补水管直径的增加,最大水锤压力先减小后增加;而补水体积则逐渐增大,水泵最大倒转转速略有增加。

长管道中单向调压塔体积优化研究

通过水锤防护的计算分析,结合唐山市曹妃甸工业区供水泵站工程,对单向调压塔的设计和优化进行了研究,取得了良好的水锤防护效果和经济效果。

长管道工程中空气阀与单向调压塔水锤防护比较与优化

针对空气阀、单向调压塔的水锤防护特性,结合宁东供水工程实例,建立单向调压塔结构参数优化模型,并采用遗传算法求解,进而比较复合式空气阀和单向调压塔的水锤防护效果,结果表明单向调压塔是有效的水锤防护措施,为宁东供水工程制定水锤防护方案提供重要依据。

真空吸气阀与单向调压塔在长距离多起伏管线中的水锤防护研究

为研究真空吸气阀与单向调压塔在长距离、高起伏、首尾落差不大的输水管线中水锤防护效果,本文建立了真空吸气阀及单向调压塔水锤防护设备模型,以特征线法对其进行求解,对比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:管线波峰处采用真空阀与空气阀结合方案,水锤防护效果优于单向调压塔方案。长距离、高起伏、首尾落差不大的输水管线中可推广真空吸气阀作为水锤防护设备。

长距离输水管线中空气阀和单向调压塔联合作用的水锤防护研究

在长距离输水管线中,当事故停泵时,管路会产生负压,甚至出现汽化和液注分离,如果不采取合理的防护措施会导致管线的破坏。根据气液两相水锤计算模型,结合某长距离输水工程水力过渡过程数值模拟计算,利用空气阀和单向调压塔联合作用,并配合泵后阀门2阶段关闭的防护技术,有效地控制了管线的水锤压力。

单向调压塔用于长距离输水工程水锤防护研究

针对某长距离输水工程的特点,应用水锤基本理论和特征线方法,对系统事故停泵水力过渡过程进行了数值计算,对加设单向调压塔水锤防护措施进行了计算分析,从计算结果看,加装单向调压塔能较好的避免水柱分离的发生。根据计算分析,采用加设多处单向调压塔作为本工程的水锤防护措施,对该工程是安全实用的,所得出的结论对长距离输水系统的水锤防护具有一定的实践意义。

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 m^3 .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 m^3,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 m^3,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.

多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施

为了能够有效避免多泵且多分水口输水系统在无防护抽水断电时可能出现较为严重的负水锤带来的危害,建立了全长106.46 km的大型供水工程的数学模型进行系统过渡过程计算,选择空气阀与两阶段液控蝶阀联合防护与单向塔防护2种方案消除其负水锤,在前者远不达理想防护效果后针对后者进行优化.结合工程实际在确定了单向塔的数量、位置以及塔高后,对不同位置单向塔的底面积进行多种方案的对比选取,最终选用塔1#的底面积为28.26 m^(2),塔2#的底面积为176.63 m^(2);为了防止单向塔漏空需要分水口以及供水终端调流阀配合关闭,在确保管道最大压力不超出其承压能力的前提下,创新性地对各分水口调流阀与供水终端调流阀的关闭时间规律进行了效果比较,使输水系统能够更加经济安全地稳定运行,为此类长距离多分水口多泵供水工程的水锤防护提供了优化方向.

高扬程长爬坡泵系统水锤的防护

针对“高扬程、长爬坡”输水系统事故停泵水锤防护问题,以某供水工程为例,基于特征线算法,分析单向调压塔、空气罐、空气阀等不同水锤防护措施联合下的过渡过程特性,重点探讨了空气罐的水锤防护特点.结果表明:在泵后布置空气罐能在爬坡段有效提高最小水锤压力,且随着空气罐体积增加,水泵倒转转速虽略有增加,但总体水锤防护效果较好;单向调压塔对安装点之后高程低于塔内水位的管线保护作用较强,对安装点之前爬坡管线几乎无保护作用;采用以空气罐-单向调压塔-空气阀相结合可以有效减小空气罐体积,最优方案下最大水锤压力为348.98 m,最小水锤压力为-2.87 m,满足水锤防护要求;对“高扬程、长爬坡”的泵系统,以空气罐为主进行联合水锤防护是一种安全、经济的防护方案.

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。

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。

特殊水锤防护措施在小浪底电站技术供水系统中的应用

小浪底电站厂内供回水系统管线布置长且凸拐点多 ,管线走向复杂 ,回水池水位变幅较大且水泵的扬程高 ,水泵系统失电后在沿回水管线凸拐点等局部位置出现严重的液柱分离 ,造成很高的压力上升 ,必将对系统中的设备和管道造成严重的破坏 ,以致影响整个电站的安全稳定运行。分析认为 :厂内回水系统必须采取水锤防护措施 ,以确保电站汛期的正常运行。根据系统管线布置的特殊性 ,采用了一种特殊水锤防护措施即连通管 ,既避免了设置单向调压塔的困难 ,又减轻了水锤的危害。

基于自力控制阀的水锤控制

针对泵站压力输水管路系统的停泵水锤,自力控制阀可有效削弱停泵水锤造成的管道升压,但却不能消除管道中的负压。以一实际工程为例,使用HAMMER软件的数值模拟方法对自力控制阀水锤防护方案进行比较分析,探讨将管道中的负压保持在安全范围内的方法。模拟中以自力控制阀为基础,联合空气阀和单向调压塔对水锤设备进行防护,使管道内水锤的正、负压都符合规范。模拟结果表明:自力控制阀加空气阀可取代单向调压塔在管路系统中的作用,该水锤防护方案可保证管路系统的安全,降低在停泵水锤防护上的资金投入。

有局部高点的长距离高扬程输水系统水锤防护研究

针对长距离高扬程输水系统管道高差大,沿线地形起伏点多,事故停泵后容易导致水柱分离现象发生,产生具有破坏性的断流弥合水锤的现象,阐述了单向调压塔和空气阀的工作原理,推导了单向调压塔和空气阀边界条件的数学模型,并结合北方某工程实例,应用特征线法对采用空气阀、单向调压塔、单向调压塔与空气阀结合3种不同措施的防护效果进行数值模拟和比较分析,并且计算出管道出现汽化时气体体积变化。结果表明,空气阀容易在管道内形成气囊,导致气锤现象发生,单向调压塔水锤防护效果好,但作用范围有限,单向调压塔和空气阀相结合能有效消除水柱分离现象,抑制事故停泵后管道内剧烈的压力波动,是一种有效的水锤防护措施。