水锤的研究与防护

• 作 者: 唐寅
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 长距离输水 水锤防护 气液两相流 阀控制 模拟分析

由于我国工业的迅速发展、人民生活水平的提高和城镇化进程的加快,城市的需水量增加很快,就近取水已远远不能满足人民生活和生产的需要。为满足用水需求,跨流域调水、远距离输水工程越来越多。输水管线往往也受多种因素的影响,将呈现出起伏变化复杂的显著特点,很容易造成水锤事故。当输水系统发生水锤事故时,在管道的局部位置会因水锤降压的影响而出现吸气、气体释放、液体汽化乃至水柱分离现象;当水锤升压时,又可能会造成升压很高的断流弥合水锤,这些现象将使整个系统无法安全运行。因此,对输水系统水锤进行正确的分析,对其过渡过程进行准确的预测,从而合理地选择防护措施,是优化工程设计、确保工程安全运行的关键;对于保障生活生产用水及社会经济的发展,具有非常重要的意义。本文详细介绍了泵站水力过渡过程计算的基本原理及方法;并结合泵站实际,建立了同型号水泵并联边界条件下的水锤计算数学模型,然后利用计算机软件进行模拟计算。通过结合松既取水工程事故停泵水锤的分析,得出了两阶段缓闭阀的最优操作程序。此操作程序对防护事故停泵时压力升高、机组倒转、管道倒流效果明显;同时也提出在管道负压超过一定值的地方设置进排气阀,防止管道局部凸起处产生水柱分离。本文研究表明,对于长管道泵站,事故停泵的水锤防护要根据边界条件进行分析计算,并结合管线布置,采取相应的防护措施,如结合两阶段关闭阀、单向调压塔、进排气阀等多种防护措施才能起到对管道水锤的防护效果。文中还针对异径复杂管路的水锤计算问题进行了阐述,最后提出了目前泵站水锤分析中有待进一步研究的问题。