長距離輸水管道進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，嚴重影響供水系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。由于進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，且具有結構簡單、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)中已成為常用的設備，但目前壓力管道進排氣閥設計缺乏相應規(guī)范，實際工程中設置進排氣閥多按經(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，其結果是很多工程在運行一段時間后，不能正常運轉，甚至爆管。因此開展進排氣閥的合理選型技術研究顯得越來越重要。
　　 基于以上認識，本研究的主要內容為:(1)基于市場上常見進排氣閥的結構形式及其技術性能特點，建立進排氣閥防護水錘的數(shù)學模型;(2)對進排氣閥排氣系數(shù)的研究。建立不同壓差

3、下的排氣流量系數(shù)曲線方程，在此基礎上進行進排氣閥防護下的水力過渡過程數(shù)值模擬，以期使數(shù)值模擬結果更貼近供水系統(tǒng)實際狀況;(3)對進排氣閥防護水錘的數(shù)學模型的改進。在假定進入管道的空氣變化遵循多方過程的前提下，改進進排氣閥的數(shù)學模型，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)長距離輸水管道進排氣

4、閥的選型技術研究。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)，對輸水管線上進排氣閥的不同參數(shù)進行模擬計算，進行長距離輸水管道進排氣閥的選型研究。(6)結合山西潞安樹脂有限責任公司廠外給水泵站的水力過渡過程進行數(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)的進排氣閥數(shù)學模型下，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)關閉行程，及管線所需安裝的進排氣閥的數(shù)量、位置、規(guī)格;(2)提出

5、在進行進排氣閥防護下的水力過渡過程數(shù)值模擬時，進排氣系數(shù)應采用基于實測進排氣量下的動態(tài)值，且給出了動態(tài)值的確定方法，從而更準確地模擬進排氣閥的進排氣過程;(3)管內空氣質量遵循多方過程假設下的進排氣新模型能更真實地反應管內空氣壓縮和膨脹的熱傳導特性，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排氣閥的選型步驟及方法。
　　 對于設置進排氣閥應滿足的通用準則