【摘要】：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點采用水錘防護型空氣閥,最終制定出一套合理、有效的長距離輸水管線水錘防護方案,并通過工程實際運行時的停泵壓力測試數(shù)據(jù)對提出的水錘防護方案進行驗證,確保達到完全控制斷流彌合水錘的防護效果。本文對改進、優(yōu)化后的水錘防護方案進行了工程技術經(jīng)濟分析,認為該水錘防護方案在提高水錘防護效果的同時,降低投資,可以取得顯著經(jīng)濟效益,為長距離輸水管線的水錘防護研究提供借鑒意義。
【圖文】：

我國對水資源的需求和利用越來越多，但我國地域遼闊，水資源分布，所以跨流域、跨地區(qū)的調水，長距離輸水工程逐年增多。目前我國已完通水和施工建設中的大型調水工程有大伙房水庫輸水入連工程等[1]。大水庫輸水入連工程示意圖及施工現(xiàn)場照片如圖 1-1 所示。

圖 1-2 阿爾及利亞撒哈拉大沙漠輸水管道工程施工現(xiàn)場照片極易出現(xiàn)水力波動沖擊現(xiàn)象，即水錘現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)水錘現(xiàn)象，管線的供水平衡和穩(wěn)定；重則破壞泵等生產(chǎn)設備，爆管，閥門等，都會帶來重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡；更有甚者，，一些工程因
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU991.39

【參考文獻】

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1 王中;;輸水管道水力損失的計算及其影響因素分析[J];吉林水利;2012年09期

2 王文全;張立翔;閆妍;;壓力供水管路事故停泵時緩閉蝶閥關閉方式的優(yōu)化[J];北京理工大學學報;2011年10期

本文編號：2534601