高扬程、多起伏的长距离输水管道水锤防护研究

【摘要】： 随着我国经济的高速发展,人们对水的需求日益增长,为了解决日趋尖锐的水资源供需矛盾,越来越多的城市开始兴建长距离的大型输水工程。为了保证供水系统的运行安全,防止系统中发生瞬变流现象而导致水锤事故,需对供水系统进行认真的水锤分析、预测和模拟各种工况下水锤的发生和传播规律。根据输水系统的实际特点,设计合理、有效、经济的水锤防护措施。 在长距离输水管线中,尤以高扬程、多起伏管道水锤防护难度最大,发生水锤事故最多。因此,实际工程更需要这方面的技术,本研究专为此进行了探索。 1、阐述了气、水两相流在输水管道中的各种流态,以及流态间的转化关系,并对气液两相流的各种数学模型进行了总结。据此对管道排气技术提出了要求。 2、阐述管道中的气体来源和存气部位,分析比较了各种排气阀的工作原理、性能和优缺点,为工程中排气阀的选择提供了依据。 3、对高扬程、多起伏的长距离输水管道的水锤防护措施进行了说明;并对管线防护中的断流水锤进行了分析,依据断流空腔内的介质以及弥合的方式对断流弥合水锤进行了分类及弥合升压分析。根据工程实际对高扬程、多起伏的管道系统提出了防护方案的选择步骤。 4、建立了水锤计算的基本数学模型,并给出了高扬程、多起伏的管路系统中的各类边界条件的计算公式及应用条件,对现用的排气阀边界条件进行了修正。 5、分别以榆林和大连两条输水管线为例进行了水锤防护优化。通过计算对各种断流防护措施进行了比较,对水泵的关闭和运行进行了优化。通过计算验证了不同性能的排气阀在水锤防护过程中的不同效果。根据计算得出具有恒速缓冲功能的排气阀是高扬程多起伏的长距离输水管道的断流弥合水锤的基本防护措施。