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1、禹门口提水东扩工程二级泵站蝶阀加空气阀联合防护下水力过渡过程的数值模拟研究论文.freelincreasingprogressofmanufacturingengineeringaselectricalmachinery,moreandmoreminiaturized,lightquantizationofthepassembly,thepressureismanagedthesafeoperationofonehasalreadybeethefocalpointstudied.Passarticleitsetuppandairval
2、vemathematicsmodelofborder,becauseofthenumericalsimulationoftheputerisinthehopeofoptimizingbutterflyvalveclosingandpositioningairvalveandquantity,binetheprojectinstanceandproposesupportingtheriversystemoperationsystemoftheeconomicsecurityofinterconnectedsystem.Keymer;ai
3、rvalve1供水工程水力过渡过程数值模拟研究的目的压力管路的安全运行,是设计者必须首先考虑的问题,在设计阶段,数值模拟管道过渡过程的方法不失为一种既经济又安全的方法。文章研究目的:建立水泵边界、蝶阀边界、空气阀边界及运行方式边界条件的数学模型,.freel3,工业供水8031万m3,总计1.61亿m3。工程干线起点位于新绛县的禹门口提水工程二级干渠光马渡槽末端,终点位于距翼城县城6km的西梁水库。其间分别设置了向襄汾原井灌区供水支线、新绛供水提水支线、侯马和曲沃分水口、汾河生态补水输水支线、侯马北庄灌区分水口、浍河灌区供水支线等。另
4、在禹门口提水工程二级干渠桩号Q44+324处,设置了向稷山汾南灌区供水支线。工程沿线共布置调蓄水库2座,提水泵站4座,主管线全长48.8km,支管线总长20.0km,输水干渠总长11.4km,支渠总长34.3km。(1)禹门口东扩提水工程二级泵站主要技术资料见表1。(2)输水管线系统:长度为13.58m,管材为PCCP管,管径为1.8km,管道流量为5.065m3/s。(3)二级泵站工程平面示意,见图1。(4)水泵出口液控蝶阀资料。本模拟计算中资料取自蝶阀生产厂家提供并且常用的蝶阀的特性资料,见表2。4二级泵站水力过渡过程数值模拟的结
5、果及分析(以下所有描述全部以泵系统最不利工况进行说明,所用全特性曲线是利用BP神经网络预测的结果。)(1)水锤波传播速度及摩阻,见表3。压力主管道水力过渡过程的数值模拟以调整播速法,计算方式上,以偏微分方程下的迭代求解进行检验,以供水泵站工程的相关技术规范为标准进行。根据设计单位提供的压力主管道钢筒混凝土管(PCCP管)的糙率是0.0125,由于水力过渡过程计算中采用摩阻系数,经计算得:钢筒混凝土管的摩阻系数是0.0166。(2)泵出口阀门拒动作(阀门不关闭)工况。本工况反应了当出口阀门在需要关闭时无法正常关闭工况下的水泵特征量,见表
6、4。从表4可以看出,在发生事故停泵后第29.13s,水泵开始倒流,在发生事故停泵后的第31.63s,水泵开始倒转,最大倒转转速74r/min,为额定转速的0.08倍,没有超过《泵站设计规范》要求的“水泵倒转转速不得超过额定转速的1.2倍”的要求,最大压力为195.8m,为额定压力的2.38倍,不满足《泵站设计规范》“水泵最大压力不得超过额定压力的1.3～1.5倍”的要求。为了保证水泵机组的安全,应采取其他措施以防止泵出口无阀门防护或是当阀门拒动作时,机组的长时间高速倒转,并且应采取合理措施以保证管路安全。(3)泵出口蝶阀优化关闭工况。
7、在选择阀门关闭程序时,以两阶段关闭,快关角度和快关行程,慢关角度和慢关行程来控制管道的压力和水泵机组的倒转转速。计算的最优关阀结果见表5。由计算结果可见,蝶阀有效遏制了水泵机组的倒转现象,但同时也必然加剧了水泵出口的压力升高,二级泵站同型号并联泵同时停泵时泵出口最大压力为稳态时的179.1%,达到147.2m。最大压力将接近管道压力等级,最小压力也接近汽化压力,应注意加固保护,可以通过安装进排气阀来实现。(4)泵出口蝶阀加排气阀联合防护工况。长输水管路的凸起处在停电和停泵后水压常常降到蒸汽压力以下,引起液体局部汽化产生空泡,出现水柱拉
8、断现象(也就是产生真空),为了保护管路,沿管路凸起处可以设置进排气阀。进排气阀的作用是当阀门处管内压力降低到低于大气压(或预先规定的最小压力)时,阀门打开让空气进入;当管内水压增加到大气压以上时,阀门允许空气逐渐流出。在
