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南水北调中线工程PCCP及暗涵输水系统空气阀型式研究
戚兰英1,石维新1,张大成2
(1.北京市水利规划设计研究院,北京100048;2.北京市南水北调工程建设管理中心,北京100036)
摘要 南水北调中线工程惠南庄一大宁段采用2排4 m直径的PCCP管,为大口径长距离管道输水
系统,其运行工况复杂,压力变幅大,应充分考虑长距离大型有压输水管道发生破坏性水锤事故的多 样性及其特点。针对工程特点着重对空气阀型式、布置等进行分析论证,确保压力输水系统安全、可
靠,减少维修,节约运营成本。
关键词 南水北调中线工程;长距离输水;空气阀;水锤防护;合理设置
1 引言
南水北调中线工程北京段惠南庄一大宁输水干线, 采用2排4 m直径的PCCP,全长弧4 km,为大口径长 距离大流量有压输水管道工程。泵站设计流量60 m3/s,
当流量小于20 m3/s时采用自流,管线压力较低;当 流量在20~60 m3/s时启动泵站加压输水,变频调速 运行,不同工况运行时的管道工作压力变幅大,最低 工作压力仅为2
m水头,要求空气阀工作适应性强, 需进行针对性设计,确保输水系统的安全稳定运行。
长期以来人们对供水管道的含气、产生气堵、影 响输水效率、产生水锤甚至爆管等问题认识不足,并 没有从根本上解决供水的安全可靠、高效节能问题。 目前随着国内越来越多引调水工程的规划建设,特别
是一些大口径、长距离输水工程的实施,此类问题越 显突出。管道排气不畅、补气不及时、排气阀漏水等影响管道安全运行的问题普遍存在于输配水管道及管 网中,针对不同类型的输水工程,合理的空气阀型
式、布置方式是决定输水管线能否安全运行、保证设 计输水能力、方便运行、减少维修和节约运营成本等 的关键。因此,需进行优化设计,提出关键技术的解 决措施,制定相应标准,规范实物性能测试,以满足
不同输水工程的需要。
2 长距离输水工程特点
2.1 输水管道气体来源
(1)管道初期充水或检 修停用后的再次充水管道内未排尽的空气;(2)水泵 运行过程中某些工况(产生负压)产生的气体释放; (3)管道运行出现负压时,空气阀的自动补气;(4)
水中溶解的空气。根据美国水协AWWA M51亨利定 律,常温下水中溶解空气的含量约为水流量的2%, 随着压力和温度的变化,当水中空气的溶解度达到饱 和点时,随着压力的降低,水中溶解的空气以微小的
气泡从水中释放出来。水中溶解空气随温度和压力的 不同而变化。。。。。。。。
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