蘇丹長距離輸水管線工程水錘防護(hù)與數(shù)值模擬應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對外投資承包項目逐年增多，尤其在非洲地區(qū)的給水項目越來越多，非洲地區(qū)地廣人稀，在水資源利用上面臨長距離輸水的問題。在長距離輸水工程中，水泵的啟動和突發(fā)性事故停泵等都會引起管道內(nèi)壓力的上升和下降，并存在交替變化的現(xiàn)象，即發(fā)生水錘現(xiàn)象。當(dāng)產(chǎn)生太大的正壓時，會造成爆管事故，若產(chǎn)生較大負(fù)壓也可能使管道被壓癟，這些都會造成嚴(yán)重的危害和經(jīng)濟(jì)損失。所以需要在輸水管線工程的設(shè)計中進(jìn)行詳細(xì)的水錘分析、預(yù)測和模擬各種工況，尤其是發(fā)生

2、事故停泵的工況，制定出合理的水錘防護(hù)方案，采取相應(yīng)的水錘防護(hù)措施，確保輸水系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
　　本文基于蘇丹長距離輸水管線工程水錘防護(hù)的實際問題，通過穩(wěn)態(tài)計算和水錘分析確定可能發(fā)生的水錘類型，并且將停泵引起的斷流彌合水錘作為重點防護(hù)對象。根據(jù)該工程的特點，結(jié)合各種水錘防護(hù)裝置的優(yōu)缺點和適用性，逐步確定該工程采用的水錘防護(hù)裝置為緩閉止回閥和空氣閥。
　　緩閉止回閥的兩階段關(guān)閉時間并不是一成不變的，其關(guān)閉時間的選擇依賴于管

3、路的形式。本次研究通過軟件進(jìn)行數(shù)值模擬分析，對緩閉止回閥的兩階段關(guān)閉方案進(jìn)行了探討，確定了合理的關(guān)閉方案，并以此作為基礎(chǔ)，進(jìn)一步探討空氣閥的布置方案。
　　根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗，布置以快速排氣為主的普通空氣閥作為初步方案，通過軟件的數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，泵后止回閥處的高壓和中間部分局部高壓及沿線大部分的負(fù)壓基本未得到改善，沒有達(dá)到水錘防護(hù)的要求，需要對水錘防護(hù)方案進(jìn)行改進(jìn)。
　　改進(jìn)方案采用水錘防護(hù)型空氣閥替代普通空氣閥，再次模擬發(fā)現(xiàn)水錘防

4、護(hù)型空氣閥在該工程中對消減斷流彌合水錘有很明顯的作用。當(dāng)沿線全部使用水錘防護(hù)性型空氣閥后，沿線正壓水錘基本消除，沿線的負(fù)壓也基本得到了改善，泵后止回閥處最大的壓力值滿足規(guī)范要求，達(dá)到水錘控制的要求。但水錘防護(hù)型空氣閥價格遠(yuǎn)高于普通排氣閥，全線使用水錘防護(hù)型空氣閥投資較大，不經(jīng)濟(jì)合理，需要盡可能優(yōu)化水錘防護(hù)方案。
　　通過對該工程逐點模擬研究，確定各空氣閥設(shè)置點的吸氣量，在無吸氣或吸氣量小的設(shè)置點采用普通排氣閥，只在吸氣量較大的設(shè)置