工程中空气阀防护停泵水锤的应用

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1、94上海理工大学学报2012年第34卷速排气／吸气阀与微量排气阀复合虽然也具有消除1空气阀及复合型空气阀管内负压的作用，但它不可以用来进行断流弥合水锤的防护，否则当分离水柱回流时，之前吸入的气团会根据空气阀功能的不同可将其分为微量排气不加选择地由快速排气孔口排出，气团的高速排放反阀、高速排气／吸气阀、真空破坏阀、复合型空气阀及而加剧了两股水流的相撞，并在气体排放完毕的瞬间注气微排阀等．真空破坏阀、微量排气阀、复合型空产生剧烈的水锤升压．现以北方某供水工程为例来介气阀专用于消除空腔溃灭弥合水锤，可以代替体积绍复合型空气阀在实际中的运用．庞大、造价昂贵的调压塔，具有效果显著、成本

2、低及节省空间等特点．2供水工程输水管线稳态水力分析复合型空气阀包括高速排气／吸气阀与微量排气阀复合和真空破坏阀与微量排气阀复合．对于高速2．1供水工程概况排气／吸气阀与微量排气阀的组合，当管线充水时，高北方某供水工程设计总流量为32001／s，水泵三速排气孔口在小压差(10~30kPa)下保持开启状态，用一备，单台水泵设计流量为11501／s，设计扬程为高速而顺利地排出管道内的空气，直至充水完毕；在45ITI．管线总长约18km，采用PGCP管(预应力钢筒混管线有压运行过程中，则由微量排气阀排除水流中夹凝土管)、玻璃钢管和钢管3种管材，管径DN1800．本带的气团；当管内出现

3、负压时，高速吸气孔口快速打工程输水流量大，管线走势崎岖不平、起伏不断，水泵开吸入空气，破坏管内真空，防止管道受压变形．对于事故断电后，大幅度的降压容易使某些局部高点(如膝真空破坏阀与微量排气阀的组合，专用于断流弥合水部折点、驼峰、鱼背)产生负压并引发断流弥合水锤，整锤的防护．由于长距离输水工程流量大、扬程高，受地条输水管线的纵剖面图如图1中的蓝线所示．理位置的限制管线具有多处起伏，有些节点标高接近2．2输水管线稳态模拟分析甚至高出水力坡度线．停泵后，随着上游降压波的传输水管线的稳态分析即是在输水管线末端水池播，这些局部高点很容易发生断流弥合水锤．而注气不加任何调节阀时，确定输

4、水管线的实际工况能否满微排阀的高速吸气孔口会在管内出现负压时迅速打足设计工况的要求．若不能满足输水要求，则需要进开，及时充分地吸入空气消除负压，并在两股水流弥行末端调流，核算确定其末端调节阀开度．经稳态模合过程中，由微量孔口以较慢的速度将空气排出，缓拟分析后，供水工程的整条输水管线水力坡度线如图冲水流的撞击，控制断流弥合水锤．需要注意的是高1中的绿线所示，图1中，H为高程，L为水平距离．图1管线纵断面图及稳态工况测压管水头线Fig．1Pipelinerouteprofileandthepiezometertubewaterheadlineinsteady-satecondit

5、ion基础上进行停泵水力过渡过程的计算，并根据计算3供水工程输水管线瞬态模拟分析结果制定最佳的停泵水锤防护措施．3．1无任何防护措施的事故停泵水锤模拟分析停泵水锤的瞬态分析是在输水管线稳态分析的事故断电停泵，泵后阀门采用5S关闭90％，40S第1期詹咏，等：工程中空气阀防护停泵水锤的应用95关闭10％的关阀程序．停泵后，水泵转速骤降，但由于相的水，空腔溃灭，释放大量的能量，断流弥合水锤引关阀及时，未出现倒转现象；水泵流量和扬程大幅度发的剧烈高压(约2．1×10。Pa，210m，见图2)将对管降低．由图2可知，停泵后数秒，止回阀下游第一个节道造成严重的破坏．T为时间．由图3可知

6、，管线下游点(驼峰点)的压力降至水的饱和蒸汽压(约局部高点均发生不同程度的断流弥合水锤，管线最高一100kPa，一10m)，水流发生汽化，两股水流发生分压力已超过管道的最大承受压力，容易引发多处爆管离．当下游水柱在背压作用下重新回流时，压缩蒸汽事故．空腔，腔内压力大于水的饱和蒸汽压时，蒸汽转为液图2止回阀后第一个节点水击压力历时曲线Fig．2Waterhammerpressuredurationcurveofthefirstnodeafterthecheckvalves图3事故停泵后整条管线的水头包络线Fig．3Headenvelopecurveofwholepipeline

7、afterthepumpingaccident3．2工程中空气阀口径和位置选择0．02×3．2×璺±5-0101．1385m3／s3．2．1空气阀的3个功能口径选择．325系统稳态工况下，管线最高节点的工作压力为式中，Q为管内水流量；△P为管线工作压力．118kPa，以该点为例，进行空气阀口径选择．然后查表[2]得微量排气口径为25mm．a．微量排气孔口的选择．计算排气量Q_2]．b．高速排气孔口的选择．按文献E2J中的规定，取最大充水压力为13．8kPa，充水流速为Q-o-02Q=0．3m／s，计算求