蘇丹長距離輸水管線工程水錘防護與數(shù)值模擬應用研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(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。當產(chǎn)生太大的正壓時，會造成爆管事故，若產(chǎn)生較大負壓也可能使管道被壓癟，這些都會造成嚴重的危害和經(jīng)濟損失。所以需要在輸水管線工程的設計中進行詳細的水錘分析、預測和模擬各種工況，尤其是發(fā)生

2、事故停泵的工況，制定出合理的水錘防護方案，采取相應的水錘防護措施，確保輸水系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。
　　本文基于蘇丹長距離輸水管線工程水錘防護的實際問題，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對象。根據(jù)該工程的特點，結合各種水錘防護裝置的優(yōu)缺點和適用性，逐步確定該工程采用的水錘防護裝置為緩閉止回閥和空氣閥。
　　緩閉止回閥的兩階段關閉時間并不是一成不變的，其關閉時間的選擇依賴于管

3、路的形式。本次研究通過軟件進行數(shù)值模擬分析，對緩閉止回閥的兩階段關閉方案進行了探討，確定了合理的關閉方案，并以此作為基礎，進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壓基本未得到改善，沒有達到水錘防護的要求，需要對水錘防護方案進行改進。
　　改進方案采用水錘防護型空氣閥替代普通空氣閥，再次模擬發(fā)現(xiàn)水錘防

4、護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。當沿線全部使用水錘防護性型空氣閥后，沿線正壓水錘基本消除，沿線的負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，達到水錘控制的要求。但水錘防護型空氣閥價格遠高于普通排氣閥，全線使用水錘防護型空氣閥投資較大，不經(jīng)濟合理，需要盡可能優(yōu)化水錘防護方案。
　　通過對該工程逐點模擬研究，確定各空氣閥設置點的吸氣量，在無吸氣或吸氣量小的設置點采用普通排氣閥，只在吸氣量較大的設置