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空气阀在多起伏输水管线中的应用
陆天友
(贵州大学土木建筑工程学院,贵州 贵阳 550002)
摘要利用PIPE2008:Surge水锤和瞬态分析软件,对某1万吨/d输水管道的各种运行状态进行了模拟,依据模拟结果合理组合配置了各种类型的空气阀,实际运行情况表明:通过空气阀的合理配置可以保证管道系统在初次冲水、稳态运行、事故停泵(关阀)各种状态下安全可靠运行。
关键词 启泵水锤;断流弥合;模拟分析;稳态运行
我国西南地区地形高差较大,倒置输水管线的典型特征为多起伏。在多起伏输水管道中应用各种空气阀对管线的进行安全防护显得尤为重要。多起伏输水管道空气阀设计中需要经常面对的状态有:①启泵初次冲水时低压高速排气;②稳态运行时微量排气;③事故断电停泵时断流弥合水锤的防护。 下面结合实际工程,利用PIPE2008:surge水力/水锤和瞬态分析软件对多起伏管道的各种运行状态进行模拟,通过对各种空气阀的合理组合配置,充分发挥各种空气阀优势,实现了管道系统的安全可靠运行。
1 工程概况
贵州某1.0×104m3/d取水工程,取水泵采用3台潜水深井泵(2用1备),取水泵的技术参数为:Q=184m?/h、H=135m;输水管采用D426×10焊接钢管,管道总长度4448m,管道纵断面详见图1。输水管道起点高程595.00m,终点高程705.00mm,管道最高点高程为720.00m,最低点高程为568.9m,管线最大坡度达到xxx,在输水长度内多次起伏。
由于输水管道沿程起伏剧烈,在初次冲水、稳态运行和水泵事故断电时空气阀设置要慎重考虑。
2 初次充水时空气阀设置分析
充水和放空是管路运行的两种极限状态。合适的充水流速,可防止管线的启泵水锤发生及适当缩短空管充水时间。这种充水速度必须是可控的,以便将水击和浪涌限制在最低水平,使水流完全充满管道而没有空气滞留。这时需要空气阀低压、高速排气,初次充水流速参照美国水厂协会AWWA标准C512-92的规定:管道初次充水推荐流速为1英尺/秒(0.3048m/s)[2]。
初次充水时启用单台水泵,初次充水流量Q=184m?/h =51.11L/s,管道流速V=0.407 m/s,假设初次充水时最大允许压差小于2PSI=13.8KPa,则对照高速动力空气阀选型表51.11L/s充水流量位于DN25附近,选择DN25高速排气孔口,它在充水流量达到46L/s时产生的孔口压差≈1.5m.
查低压高速排气阀选型资料:选择DN25 GA Fig.930型,充水时在管道内压差为13.8KPa其充水流量最大可达到46.1L/s。 故我们在管线CS-4(212m)和CS-19(1216m)两节点设置高速动力空气阀DN25(第一次冲水后关闭)在管线CS-22、CS-24、CS-33、CS-34、CS-42、CS-44、CS-47七节点设置复合式高速动力空气阀DN25,其高速进、排气孔口直径为25,微量排气孔口直径为2.4mm。。。。。
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