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基于PIPE2008 :Surge 的超高扬程取水工程停泵水锤模拟分析
梁建军1 何 强1 褚同伟1 唐文明2
(1 重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆 400045 ; 2 贵州塘旺机电技术有限公司,贵阳 550003)
摘要 以某钢铁厂476 m 扬程取水工程为例,基于PIPE2008 :Surge
水力/ 水锤和瞬态分析软件 平台,将液力自动阀、注气微排阀、水击泄放阀在超高扬程输水中搭配使用,对其进行了水锤数值模 拟。运行结果表明:通过液力自动阀、注气微排阀和水击泄放阀合理组合和调试,可有效降低水锤压
力,使各项指标满足《泵站设计规范》( GB/ T 50265 —97) 要求,达到消除水锤危害之目的。
关键词 超高扬程 水锤 压力管道 模拟分析
0 引言
近年来随着生态环境的破坏,水污染越来越严 重,为了满足对水质的要求,长距离引水工程越来越 多,此类工程普遍具有管线长,沿线起伏较大,水源 和用户地形高差较大等特点,在我国西南地区尤甚。
水锤容易发生且危害很大,对其进行有效防护是亟 需解决的问题,其重点是避免事故停泵时直接水锤 和断流弥合水锤的发生[1 ] 。 水锤发生时能量转换十分复杂,依靠传统的分析
方法不能实时分析水锤发生过程中水力变化情况,进 行实验室模拟费用较高,因此电算化是水锤实时分析 模拟的重要工具。目前,国外的水锤分析软件主要有 FLOWMAST
, SURNAL , Bentley. Hammer 及 PIPE2008 :Surge 等;国内则有金锥[2 ] 、谢水波[3 ] 、杨 远东、邓志光[4 ]
等人根据弹性水柱理论,建立水锤过 程的运动方程和连续方程,编写了QBasic 电算程 序。其中PIPE2008 : Surge 水力/ 水锤和瞬态分析 软件具有水锤过程线绘制、稳态分析、峰值跟踪等功
能,并通过美国土木工程协会的认证,在国内多个工 程获得应用,实际运行效果较为理想。 目前国内水锤防护普遍采用多功能控制阀、单 (双) 向调压塔、空气阀等组件,各单项组件均有缺
点: ①多功能阀阻力较大,高扬程缓闭时间难以调 整; ②调压塔占地多、造价高、水质污染、施工困难 等; ③注气缓冲阀(不排气) 水锤时吸入的气体难以 排出,有可能造成启泵水锤;注气阀(排气)
在弥合水 锤发生时排气过快,不能有效抑制弥合水锤[5 ] 。 以云南某2 万m3 / d 钢铁厂超高扬程提升泵站为例,利用PIPE2008 : Surge 水力/
水锤和瞬态分析 软件对事故停泵时管路水锤发生过程进行模拟,通 过对水锤消除组件合理组合和利用,充分发挥各组 件优势,达到消除停泵水锤危害的效果。
1 工程概况
该钢铁厂位于云南省安宁市,平均海拔1 800 m , 年平均气温14. 8 ℃,极端高温约32 ℃。提升泵站 规模2 万m3 / d ,静扬程约450 m;采用3
台立式多级 泵取水,2 用1 备,扬程500 m ,单泵流量450 m3 / h , 输水管为á512 钢管,管线长度3 722 m ,纵剖面见 图1 。由于水泵扬程高,管线沿程起伏较大,一旦发
生水锤事故,会造成严重的安全事故。因此,采取安 全可靠的水锤防护措施十分重要。。。。。。
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