瓯江引水工程泵站水锤防护研究

事故停泵水锤是长距离有压引水工程需要高度重视的技术问题,针对瓯江引水工程,以最大扬程下4台水泵事故断电作为控制工况,单泵事故断电作为验证工况,开展事故断电水力过渡过程计算分析,将优化泵出口阀门关闭规律作为主要的水锤防护措施。研究表明,泵出口蝶阀拒动情况下,4台水泵同时事故断电工况较单泵事故断电工况管线中压力、流量波动更加剧烈,水泵反转转速均不满足规范要求;泵出口蝶阀优化采用两段折线关闭规律,可以获得较好的水锤防护效果。

供水管道系统的水力过渡过程研究

本文论述了供水管道系统在断电停泵工况下的水力过渡过程计算及空气压力罐对水击防护的作用。采用特征线法建立供水系统水力过渡过程计算的数学模型，分析了水泵及空气压力罐边界条件的处理。用实例分析了空气压力罐防护效果。

城镇供水管网瞬变流计算

为防止复杂供水管网出现有害水锤,需通过瞬变流数值计算来预测系统内由升压水泵的启停及管网内某些阀门的开闭所引起的压力波动,这些压力波动有时会引起爆管、震裂阀门等恶性事故。利用由特征线法建立的供水管网瞬变流计算数学模型,可预测管网运行中出现的有害水锤,并求得可能出现的最高(最低)压力,为设计者采取防护措施提供理论依据。

空气罐与超压泄压阀联合水锤防护特性

提出了一种空气罐与超压泄压阀联合设置的停泵水锤防护方案,并基于瞬变流计算的特征线法建立了空气罐、液控蝶阀、超压泄压阀等边界条件的数学模型,模拟了停泵工况下系统的压力变化过程.结合工程实例,对比分析了空气罐单独防护、空气罐与两阶段关闭泵后液控蝶阀联合防护以及空气罐与超压泄压阀联合防护对停泵水锤的影响.在空气罐体型一定时,对超压泄压阀的启闭规律进行了敏感性分析.计算结果表明,空气罐与两阶段关闭泵后液控蝶阀联合防护方案对输水系统正负水锤防护均不利;而空气罐与超压泄压阀联合防护方案对输水系统正负水锤均有较好的防护效果,与空气罐单独防护方案相比,泵后高压管段最高压应力由1.343 MPa降至1.087 MPa,在满足承压标准1.2 MPa的基础上安全裕度提高了9.4%,空气罐体型也由200 m 3缩减至160 m 3.超压泄压阀应在5 s内开启至全开度,且开启后持续时间应接近1个相长.

泵站加压与重力自流联合供水工程的停泵水锤防护

针对某首部泵站加压与重力自流相结合的长距离、高落差输水工程,基于瞬变流计算中常用的特征线法建立了全系统水力过渡过程数学模型,模拟了系统停泵水锤全过程.为了解决水泵机组掉电后管道中出现的负压问题,提出了在泵后采用空气罐的防护方案,并对空气罐参数进行优化设计,确定了较优的空气罐体型;于管道最高点处设置高位水池,水池后的重力流段采用减压阀与调节池串联的方式进行消能.停泵工况下为避免高位水池漏空,需要关闭各个减压阀.为了防止关阀产生的升压水锤超过管道承压标准从而发生爆管事故,同时考虑到各调节池水位波动的影响,选择不同关阀方案进行对比.计算结果表明,本工程空气罐较优体积为15 m^(3),停泵后减压阀采用120 s一段直线关闭.由于减压阀后设置调节池,相继关阀和同时关阀对结果影响较小.研究结论为同类供水工程的设计和安全运行提供了参考.

长距离有压输水系统泵站前双向调压井水锤防护特性研究

双向调压井为输水系统水锤防护的有效措施,基于某水库工程长距离有压输水系统,采用特征线法进行停泵水锤计算,研究了泵站前设置非溢流式圆形截面双向调压井时不同调压井体型参数(竖井直径D、与管路的连接管径d)对管路水锤压力的影响。结果表明,管路沿程最大压力点水锤压力随D与d的增大而减小;水泵进口水锤压力ΔP_(1)主要与d有关,d越大ΔP_(1)越小,ΔP_(2)随D与d的增大而减小,ΔP_(3)随D的减小而增大,随d的增大而增大;泵后阀门出口停泵水锤压力主要与d有关,d越大阀门出口压力下降越低,随后在发生倒流时升压越大;并根据调压井涌波水位的变化规律进一步提出变截面调压井体型。

水泵站停泵水锤数值计算理论研究——基本概念模型

较系统地研究了水泵站停泵水锤数值计算概念模型.针对水锤数值计算中的特征线方程和边界条件方程,设计了一种简单实用的直接迭代格式,并编写了数值计算软件.

水泵站停泵水锤数值计算理论研究——模型求解与应用

对停泵水锤数值计算的特征线方程和边界条件方程,设计了一种简单实用的直接迭代格式,编写了计算软件.并就计算中涉及的其他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、水锤断流状态及阀门动作设计等.

输水系统水泵失电工况出口阀关闭规律的优选

为优选水泵失电工况下出口阀门的关闭规律,基于一维特征线方法,建立输水系统水力过渡过程仿真计算的数学模型,给出了水泵出口阀采用两段折线关闭规律时转折点开度和时间的选取方法,以"水泵失电,出口阀拒动"工况下水泵发生倒流的时间作为第1阶段关闭时间的参考值,通过其他控制工况进行校核计算,并结合工程实例进行验证分析。计算结果表明,所采用数学计算模型准确、合理,选定的阀门关闭规律能够有效预防输水系统水击破坏事故的发生。

泵站管路系统水力过渡过程及二次防护措施研究

为选择合适的停泵水锤二次防护措施,针对泵站管路系统的特点,运用水锤特征方程组,确定了管道瞬变流的求解方法;同时,采用Bentley Haestad Hammer软件,对重庆市松既长江提水工程子项目——金子山高位水池至上游水库提水工程的水力暂态过程进行了模拟,并对停泵水锤、被动型后保护与主动型水击预防模式引起的管道内水压变化情况进行了计算。计算结果表明:(1)在3种工况条件下,水压的峰值分别为252.80,191.80 m及174.01 m,升压比分别为1.50,1.44及1.05;(2)水泵停机时间分别为3.74,3.77 s及4.60 s,水泵均未出现反转情况;(3)被动型后保护瞬态最高水头曲线呈弓形,而主动型水击预防瞬态的最高水头曲线接近正常水头线;(4)3种工况下的阀门出口处压力波动范围分别为71.4~254.8,70.7~181.0 m及46.0~174.0 m,而且主动型的水击预防模式水泵出口的波动最为缓和。主动型水击预防可以最大幅度地降低水锤的升压峰值,是更完善的二次防护措施。