摘要：库尔勒富丽达长距离输水工程水力过渡过程特点，分析各种可能出现的组合工况，对本输水系统在运行过程中可能出现的水锤问题进行预测分析，并确定合理可靠的水锤防护措施。
关键词：水锤、有压管道、排气
Abstract：KuErLe fulida long-distance water delivery project waterpower transient characteristics is analysising of various possible combination conditions，analysising the possible water hammer problems in this water delivery system when it processed, and determining reasonable and reliable water hammer protection measures.
Key Words: Water hammer ; Pressure pipeline; exhaust.
第一章工程概述
1.1 基本工程情况
库尔勒富丽达复线长距离输水工程设计输水规模11万m3/d。
输水管线起点管中心线标高881.00m，管线进出口自然落差约6.77m。输水管线采用埋地式DN1300（有压）玻璃钢管，单管输水。输水管线设计总长约47.47km。考虑末端水厂有地面上10米的富余水头，末端水位标高为末端地面标高加10米即886.87m。
库尔勒富丽达长距离输水工程主要建筑物包括：有压输水埋管，长47.47km；；附属建筑物：泵站一座。
1.2 泵型号的选择
库尔勒富丽达长距离输水工程设计输水规模11万m3/d，输水管线起点管中心线标高881.00m，压力流管道末端标高874.23m，末端地面标高876.87m，考虑末端水厂有地面上10m的富余水头，由此得出净扬程为5.87m，所用管径为DN1.3m，管材选用玻璃钢管，所以，管道沿程损失为22.39m,管道总水头损失为24.63m,管道总的扬程为30.50m.所以选用500S59型单级双吸离心泵，两用一备，电机选用Y450-46-6型。水泵性能参数为额定流量Qn=2340m3/h,额定扬程H=47m,水泵转速为970r/min,水泵轴功率为374.4Kw,电动机功率为450Kw。
第二章压力流管段工况水锤计算与分析
2.1 方案一：不装排气阀也不装调压塔
管路中不装排气阀也不装调压塔，即不采取任何措施。以上为末端阀门不同快关时间，源于：硕士论文www.808so.com
缓冲闭合流速0.3m/s、0.5m/s、0.8m/s，快关角度60度、70度，总关时间30s、60s的情况下，管道中的水锤最大和最低压力包络线。末端阀门的不同快关和总关时间及快关角度的变化对管道中的升压影响不大，但是管道压力相当不稳定，必须采取水锤防护措施来稳定管道中的压力。
2.2 方案二：指定桩号处安装缓冲排气阀
根据管线设计图中排气阀位置，确定管路中排气阀位置点桩号如下：
21+240，22+240，23+240，24+240，25+240， 26+240， 27+240，28+240，29+240，30+240，31+240，32+240，33+240，34+240，35+240，36+240，37+240，38+240，39+240，40+240，41+240，42+240，43+240，44+240，45+240，46+240，47+240， 48+240， 49+240，50+240，51+240，52+240，53+240，54+240，55+240，56+240，57+240，58+240，60+240，61+240，62+240，63+240，64+240，65+240，66+240，67+740，。（排气阀选择缓冲排气阀）
指定桩号处安装缓冲排气阀。以上为缓冲闭合流速为0.3m/s，末端阀门快关3s、5s、10s，快关角度60度、70度，总关时间30s、60s的情况下，管道中的水锤最大和最低压力包络线。末端阀门的不同快关和总关时间及快关角度的变化对管道中的升压影响很大。
在采取方案二的措施时，缓冲排气阀可以起到降压的作用，但某些管段仍有明显升压，必须采取进一步的水锤防护措施来降低管道中的升压。
2.3方案三：桩号20290和59640处加装箱式双向调压塔
桩号20290和59640处加装箱式双向调压塔，指定桩号处安装缓冲排气阀（排气阀位置同方案二）。以上为缓冲闭合流速为0.3m/s、0.5m/s、0.8m/s，末端阀门快关3s、5s、10s，快关角度60度、70度，总关时间30s和60s的情况下，管道中的水锤最大和最低包络线。
结论：①所有管段的水锤升压降低至安全承压范围之内。②缓冲排气阀不同的缓冲闭合流速以及末端阀门不同的快慢关时间和角度，对于管道中的水锤升压影响不大，管道压力都符合安全承压要求，管道中压力很稳定。③方案三使管道中压力均降至安全承压范围之内，有效的对管道水锤升压进行防护，使管道安全稳定。
2.4结论与建议
采用方案三：桩号20290和59640处安装箱式双向调压塔，指定桩号处安装缓冲排气阀，具体桩号位置为：21+240，22+240，23+240，24+240，25+240， 26+240， 27+240，28+240，29+240，30+240，31+240，32+240，33+240，34+240，35+240，36+240，37+240，38+240，39+240，40+240，41+240，42+240，43+240，44+240，45+240，46+240，47+240， 48+240， 49+240，50+240，51+240，52+240，53+240，54+240，55+240，56+240，57+240，58+240，60+240，61+240，62+240，63+240，64+240，65+240，66+240，67+740。管道中的水锤升压都降至安全承压范围之内，且调节末端阀门不同快慢关时间对管道压力影响很小，管道压力安全稳定，达到了有效防护管道水锤升压的作用。恒速缓冲排气阀缓冲闭合流速为0.3m/s，末端阀门快关5s，快关角度60度，总关时间60s。
2.5恒速缓冲排气阀技术要求
恒速缓冲排气阀因具有大量注气、大量恒速排气和缓冲关闭的功能，排气阀必须具有大量注气，大量恒速排气和缓冲关闭才能保证管道安全。
1．排气阀大量注气的要求：
根据中国给排水协会所做的《2010年发展规划及2020年远景目标》中对管道的分析，其中611页关于排气阀部分指出，管道中负压超过3.5米时要失稳，故排气阀注气时，口径及开度越大越好。
2．排气阀大量恒速排气的要求：
按现行排气阀结构，微量排气孔直径大于3mm就不能保证排气，且管道中气囊较小时，会存在管顶的很多部位，只有空气囊很大时才突然运动，作为数百米才有一台的排气阀，大气囊经过它的时间很短，故对较大管径的管道而言，微量排气的作用几乎是零。因此，排气阀具有在任何流态下都快速排气的功能才是最好的。如果不能在六种流态下都快速排气，管道内存气较多，可能发生气堵，轻者造成管道达不到设计流量，重者发生爆管事故。
库尔勒富丽达复线输水工程水锤防护
更新时间：2024-01-26
作者：用户投稿
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