長距離輸水管道進(jìn)排氣閥的合理選型及防護效果研究.pdf

1、我國水資源貧乏，時空分布極不均勻，且水源污染嚴(yán)重，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和用水量的急劇增加，水資源緊張局勢不斷加劇，開發(fā)建設(shè)大規(guī)模、長距離、跨流域供水工程已經(jīng)成為不爭的現(xiàn)實。這類輸水系統(tǒng)由于輸水距離長，管線起伏變化往往較大，如果管路排氣不暢，則極易造成爆管，造成巨大的經(jīng)濟損失，嚴(yán)重影響供水系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。由于進(jìn)排氣閥可以有效抑制管路系統(tǒng)中液柱分離的產(chǎn)生及壓力驟增，且具有結(jié)構(gòu)簡單、費用較低、安裝方便和不受安裝條件限制等優(yōu)點，在實際輸

2、水系統(tǒng)中已成為常用的設(shè)備，但目前壓力管道進(jìn)排氣閥設(shè)計缺乏相應(yīng)規(guī)范，實際工程中設(shè)置進(jìn)排氣閥多按經(jīng)驗行事，通過增加其數(shù)量或者提高規(guī)格改變管路中的水錘壓力，其結(jié)果是很多工程在運行一段時間后，不能正常運轉(zhuǎn)，甚至爆管。因此開展進(jìn)排氣閥的合理選型技術(shù)研究顯得越來越重要。
　　 基于以上認(rèn)識，本研究的主要內(nèi)容為:(1)基于市場上常見進(jìn)排氣閥的結(jié)構(gòu)形式及其技術(shù)性能特點，建立進(jìn)排氣閥防護水錘的數(shù)學(xué)模型;(2)對進(jìn)排氣閥排氣系數(shù)的研究。建立不同壓差

3、下的排氣流量系數(shù)曲線方程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)排氣閥防護下的水力過渡過程數(shù)值模擬，以期使數(shù)值模擬結(jié)果更貼近供水系統(tǒng)實際狀況;(3)對進(jìn)排氣閥防護水錘的數(shù)學(xué)模型的改進(jìn)。在假定進(jìn)入管道的空氣變化遵循多方過程的前提下，改進(jìn)進(jìn)排氣閥的數(shù)學(xué)模型，建立新的邊界條件和數(shù)值計算方程;(4)采用Visual Basic6.0作為開發(fā)語言開發(fā)功能齊全、性能可靠、操作簡單、界面友善的基于進(jìn)排氣閥防護下的供水泵站水力過渡過程數(shù)值模擬系統(tǒng);(5)長距離輸水管道進(jìn)排氣

4、閥的選型技術(shù)研究。采用已開發(fā)的供水泵站水力過渡過程數(shù)值模擬系統(tǒng)，對輸水管線上進(jìn)排氣閥的不同參數(shù)進(jìn)行模擬計算，進(jìn)行長距離輸水管道進(jìn)排氣閥的選型研究。(6)結(jié)合山西潞安樹脂有限責(zé)任公司廠外給水泵站的水力過渡過程進(jìn)行數(shù)值模擬，確定該供水系統(tǒng)的安全防護方式。
　　 經(jīng)研究分析，本論文(1)提出了基于傳統(tǒng)的進(jìn)排氣閥數(shù)學(xué)模型下，潞安供水泵站安全運行泵出口兩階段液控緩閉蝶閥的最優(yōu)關(guān)閉行程，及管線所需安裝的進(jìn)排氣閥的數(shù)量、位置、規(guī)格;(2)提出

5、在進(jìn)行進(jìn)排氣閥防護下的水力過渡過程數(shù)值模擬時，進(jìn)排氣系數(shù)應(yīng)采用基于實測進(jìn)排氣量下的動態(tài)值，且給出了動態(tài)值的確定方法，從而更準(zhǔn)確地模擬進(jìn)排氣閥的進(jìn)排氣過程;(3)管內(nèi)空氣質(zhì)量遵循多方過程假設(shè)下的進(jìn)排氣新模型能更真實地反應(yīng)管內(nèi)空氣壓縮和膨脹的熱傳導(dǎo)特性，與原模型相比，新模型更為合理;(4)基于山西潞安樹脂有限責(zé)任公司廠外給水泵站工程實例，本研究首次提出了長距離輸水管道進(jìn)排氣閥的選型步驟及方法。
　　 對于設(shè)置進(jìn)排氣閥應(yīng)滿足的通用準(zhǔn)則