山西省禹门口工业供水工程停泵水锤数值模拟

曹妃甸工业区供水工程输水管线长,在管线上游沿地形有两处明显的凸部,在水泵开、停机的水力过渡过程中有可能引发巨大的水锤升压,特别是停电或其他原因产生的事故停泵可能引发水锤事故,严重危及供水工程的安全运行。通过停泵水锤防护措施的比选,为确定实用可靠的水泵启动方案提供技术支持。

曹妃甸工业区供水工程停泵水锤防护措施的比选

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。

以辛安泵站供水工程停泵水锤为例，采用数值模拟的方法计算泵站4台机组并联运行工况下的管路的压力状况，发现4台机纽并联运行工况下发生停泵水锤时管路正负压及水泵最大倒转转速不满足泵站规范要求，提出了安装两阶段液控蝶阀、增加进排气阀、增大机组转动惯量3种防护措施保证供水系统安全运行并进行数值模拟计算。结果表明，仅安装两阶段液控蝶阀时，管路最大正压、水泵最大倒转转速可满足规范要求，但管路负压仍不满足规范要求；两阶段液控蝶阀加进排气阀联合防护时，可有效改善管路负压问题，但仍不满足规范要求；两阶段液控蝶阀加进排气阀并提高机组转动惯量10％联合防护措施时，可有效改善管路正负压问题及水泵最大倒转转速，且辛安泵站可以安全运行。

以辛安泵站供水工程停泵水锤为例,采用数值模拟的方法计算泵站4台机组并联运行工况下的管路的压力状况,发现4台机组并联运行工况下发生停泵水锤时管路正负压及水泵最大倒转转速不满足泵站规范要求,提出了安装两阶段液控蝶阀、增加进排气阀、增大机组转动惯量3种防护措施保证供水系统安全运行并进行数值模拟计算。结果表明,仅安装两阶段液控蝶阀时,管路最大正压、水泵最大倒转转速可满足规范要求,但管路负压仍不满足规范要求;两阶段液控蝶阀加进排气阀联合防护时,可有效改善管路负压问题,但仍不满足规范要求;两阶段液控蝶阀加进排气阀并提高机组转动惯量10%联合防护措施时,可有效改善管路正负压问题及水泵最大倒转转速,且辛安泵站可以安全运行。

水利工程穿河段施工,对于供水工程而言,第一要保证施工的安全性,第二要经济合理。禹门口东扩供水工程穿汾河段在本工程中有着十分重要的意义,研究合理的技术方案,如期完成穿汾河段施工,对加快施工进度,保证工程质量,保障工程安全运行都有非常重要的意义。文章通过该穿汾河段施工技术研究,以期为类似的工程提供借鉴。

新疆准东五彩湾供水工程属于长距离、高扬程、多起伏、两级串联的水泵加压供水系统,从控制工况开始,以规范规定的水锤防护必须达到的要求为约束条件,分别对一级泵站与二级泵站依次进行空气阀设置、泵出口阀关闭程序优化、调压塔设置等水锤防护效果计算,最后对所有可能发生的工况进行校核,将水锤破坏影响力降到最低。针对工程实际情况,结合停泵水锤计算,最终找出合理、经济、有效的水锤防护措施。自2011年10月正式通水至今,未发生过水锤事故,整个供水工程运行情况良好。

长距离输水工程的水锤计算,已经成为供水工程安全运行的重要课题之一。文章以特征线法为理论基础,采用电算法对某供水工程管泵系统的水锤进行了计算机数值模拟,为该工程的优化设计及安全运行提供必要的技术支持。

重力管道输水方式因其对地质条件要求不高,渗漏损失小,施工方便,造价较低,管理方便等优点常作为设计者优先考虑的方案,然而大型区域的长距离重力流输水系统的管路安全问题成了供水工程安全运行的难题。文章选择以长距离重力流输水系统水锤防护作为研究方向,主要通过禹门口提水东扩工程重力流段第三区段水锤计算机数值模拟为例,探讨长距离重力流输水系统的水锤防护问题。

工业供水工程水价动态测算模式探讨

地表水供水工程是山西省水利工程的主力军。文中在调查地表水供水工程的设施现状和现状供水能力、工程效率、供水量的基础上,提出工程效率偏低和供水量偏低的结论,并进行了合理分析。

基于pipe2010:surge水力分析软件平台,对莽山水库供水工程供水系统进行了水锤数值模拟,并以水库至宜章县中心城区水厂供水主管作为案例进行分析,结果表明,设置空气阀并且延长开、关阀时间在长距离输水工程中对于防止水锤危害具有相当重要的意义。

文章从停泵水锤数值模拟的角度,分析了多功能水泵控制阀在停泵水锤数值模拟中如何模拟其关闭过程。

由于种种原因,黄河禹门口提水枢纽工程灌区工程进展缓慢,到2002年底仍未达到设计规模,而且用水随机性大,致使枢纽一、二级站设备大量闲置,机组流量不匹配,造成水资源浪费,加大了提水成本,必须进行机组改造。通过机组改造,不仅满足了近期工业供水的要求,同时也满足了农业灌溉小流量随机性要求。

针对双泵并联给水回路系统,通过结构简化和假设,建立了水锤计算的基本方程和合理的数学物理模型。构造求解边界条件,利用特征线方法编制水锤计算程序,对双泵切换条件下的水锤现象进行分析计算。研究结果表明,止回阀在关闭过程中阀瓣与阀座出现了剧烈的碰撞现象,系统管路出现了较为剧烈的水锤压力波振荡,两台泵交替时管道压力波动幅度最大。

为了实现水资源的综合利用,工程上常常从现有水电站的引水隧洞或压力管道取水,兼顾发电与供水的需求。本文以南水水库供水工程为例,针对兼有发电、供水特征的输水系统建立了数学模型,分析其在发电、供水以及发电+供水三种运行工况时,恒定流计算初始参数的调整方法和发电与供水两系统在非恒定流过渡过程中的相互影响,探索兼有发电、供水特征的输水系统过渡过程的模拟计算分析思路与方法,为类似发电供水工程输水系统过渡过程的分析计算提供借鉴。

某核电站淡水输水管线全长38.5km,途经河流、山峦、隧洞,有多个起伏点。通过水锤分析及计算,采取了在管线高点处设排气吸气阀,水泵出口设持压泵控阀、压力波动预止阀等停泵水锤防护措施,经过一年多运行,未发生水锤现象。

在长距离输水工程中,管线在停电和停泵后由于水压降低而诱发水锤现象,严惩危害管道的正常运行,为了保护管道,通过多种方案的技术经济比较,如加大泵组的转动惯量、设置空气压力罐、空气阀、双向稳定塔等方案,最后选定在管道的沿线设置多个单向塔,通过各个单向塔的共同作用很好地解决了管道中的水锤问题;其结果可供长距离供水工程中设置单向塔方案参考。

长距离多泵联合运行输水管线具有流量大、扬程高等特点,当突然发生事故停泵时管线会产生水锤,对系统具有很大的破坏性。为了保证输水工程的安全运行,有必要对事故停泵后的水锤特性和相应的水锤防护措施进行分析。以某输水工程为例,运用阀门边界、空气阀边界、管道等数学模型,并结合水锤理论和特征线法,分别对采用空气阀、普通止回阀、缓闭式蝶阀及其组合等防护措施的长距离运行输水管线的停泵水锤进行计算和分析,得到了管道沿程的最大水头、最小水头线以及水泵转速和流量相对值的变化规律。通过对比发现,采用空气阀、两阶段缓闭蝶阀等水锤防护措施组合运行,可降低管路极端压力,保障输水管线和水泵的安全运行。

禹门口提水工程一级泵站围堰拆除的控制爆破技术

破坏性水锤的压力所造成的管道和设备破损是目前长距离、高扬程输水系统发生水锤事故的主要原因。内蒙古上都电厂厂外供水工程输水距离长达60km,水泵设计总扬程为2850kpa,全程管道输水,采用一次升压输水方案。为了防止水锤破坏,该工程采用了在输水管道沿线设置双向通气阀、在输水管道控制点设置准调压井、在水泵出口安装液控止回蝶阀和设置气压式调压室等水锤防护措施。该工程现已成功投入运行,效果良好。

结合银山前区热电工程循环水泵房水锤破坏事故,介绍了水锤的危害及其防止,重点介绍了多功能水泵控制阀的水锤防护过程。