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。

空气阀内部结构优化与水锤防护分析

空气阀能在事故工况时通过进气消除管线上的负压,但会因排气速度过快而引发更加严重的弥合水锤升压,因此对传统的高速进排气阀内部结构进行优化,增加了能减缓排气速度的缓冲阀瓣。利用计算流体力学(CFD)的数值模拟方法对结构优化后的空气阀进行数值模拟分析,模拟中通过改变进排气时的压差得到了空气阀的流量曲线。模拟结果表明:空气阀的流量系数与压差有关,而不是一个固定不变的值;采用孔口面积比为0.1的缓冲阀瓣能在排气阶段减缓排气速度,且不影响进气消除负压功能。通过工程算例验证了结构优化后空气阀的水锤防护效果优于传统的高速进排气阀。

水锤防护空气阀研究综述

空气阀作为输水系统中负压消除的有效设施,在管线充水、排水阶段也同样担负着重要的作用,但由于选型、布置等方面缺少系统性的指导,在实际工程中多按照经验进行选取,以致造成许多安全性事故的发生。综合国内外研究对空气阀的种类、主要功能以及维护等方面进行介绍,并主要针对空气阀在水锤防护方面的影响因素进行分析和讨论,指出了目前空气阀在设计、选用、布置等方面存在的问题,尤其是缺乏空气阀内部动态特性的研究,可为相关研究学者提供参考和帮助。

缓闭式空气阀口径和孔口面积比对停泵水锤防护的影响

针对输水工程中因空气阀型式、口径选取不合适,而导致事故工况时管道塌陷和爆管等问题,对传统空气阀数学模型进行改进,建立了缓闭式空气阀数学模型。根据水锤理论和特征线法,结合消除负压需要的进气量与水柱弥合时的速度,得出了缓闭式空气阀进排气口径的计算公式。通过Hammer软件,对西南某长距离、多起伏输水工程进行停泵水锤模拟,结果表明,缓闭式空气阀的防护效果与口径、进排气面积比有关,并且验证了缓闭式空气阀进排气口径计算公式的适用性。研究内容可为输水工程中缓闭式空气阀口径和孔口面积比的选取提供依据。

空气阀口径对有压管道停泵水锤的防护研究

针对目前长距离压力输水工程中空气阀口径选取的盲目性,结合西南某长距离、多起伏输水管线进行停泵水锤数值模拟,采用Hammer水锤软件,通过特征线法对有压管线中的停泵水锤进行数值计算,研究不同空气阀口径对停泵水锤的防护影响。结果表明:此输水工程中,对应最佳停泵水锤防护效果,空气阀口径有一个最优值,且该最优值与管路直径和输水流速有关。