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供水泵站新技术理论实践:水力过渡过程研究

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:1998年7月,宣钢东区供水系统发生停泵水锤事故,不仅造成选媒厂停水,大量的漏水还冲毁了运输部铁路,使其中断运行3天。宣钢东区供水系统负责整个东区6个主要生产厂矿的工业用水供应任务,发生停泵水锤事故后给生产工作带来难以估量的经济损失。因此在设计或扩建供水泵站系统时必须认真研究事故水锤的危险性,分析水锤压力的变化过程,采取合理、可行的防护措施,确保压力管路的安全运行。

供水泵站新技术理论实践:水力过渡过程研究

在供水泵站工程中,由于闸阀的启闭或水泵的启动与突然停机,造成管路中水流速度的突然变化,进而引起管路压力的急剧变化。在流速和压力的变化过程中,水泵的流量扬程、转速等参数亦随之发生瞬时的变化,这种现象称之为泵站的水力过渡过程,亦称为泵站水锤(水击)现象。压力管路中的水流在水泵失去原动力后的最初瞬间主要靠惯性以逐渐减慢的速度继续向原方向流动,流速逐步减小最终降至零;然后管路中的水在重力水头的作用下,又开始向水泵倒流,速度由零逐渐增大,产生水锤。按照水锤产生的原因可分为启动水锤、关阀水锤、停泵水锤;按照水锤相可分为:当阀门关闭历时小于一个水锤相,即T<M (M=2L/a)时产生的水锤称为直接水锤,当阀门关闭历时大于一个水锤相(T>M)时产生的水锤称为间接水锤。在同一条件下,停泵水锤比启动水锤和关阀水锤的危害性要大,直接水锤比间接水锤的危害性要大,但危害最大的是当管路中出现水柱分离而产生的断流弥合水锤,本章的内容主要针对停泵水锤、直接水锤和断流弥合水锤进行计算机数值模拟。

泵站水锤对泵站工程的正常运行影响很大,不少泵站因水锤而遭受严重的破坏。如1985年7月8日长沙市自来水五厂,在2号、3号、4号水泵机组同时运行时,电网突然停电,3台机组的自动保压液控蝶阀同时关闭时产生水锤,3 号机组的液控蝶阀阀体和阀门基本遭到破坏,发生了淹没机房的特大事故。致使河东部分地区的30万人在酷暑季节停水3天,给人民生活和生产带来了严重困难和影响,这次事故造成的直接经济损失达50 万元。1998年7月,宣钢东区供水系统发生停泵水锤事故,不仅造成选媒厂停水,大量的漏水还冲毁了运输部铁路,使其中断运行3天。宣钢东区供水系统负责整个东区6个主要生产厂矿的工业用水供应任务,发生停泵水锤事故后给生产工作带来难以估量的经济损失。早在20世纪70年代,北京市政工程设计院就进行过调查,在华东、中南等4个地区有30多个较大泵站都发生过水锤现象,记录到的损失较大的事故达200次以上。在国外水锤事故也屡见不鲜,1985年11月发生在美国加利福尼亚州圣俄罗费尔核电厂1 号机组的巨大水锤危害事故是由于电源短路造成二回路中主给水泵停泵断水,4min以后运行工人又误操作,启动了补水泵,从而产生了巨大的水锤事故。50多m的给水管道严重扭曲位移,十几个支撑遭到破坏,位移达30cm之大,有一处爆裂管道出现2cm长的鱼嘴裂缝,使核电厂被迫停堆。这些水锤事故有的造成压力管道的破坏(即爆管),有的造成泵房被淹;有的还引起次生灾害,如冲坏铁路、中断运输;还有的设备被打坏,伤及操作人员等,给人民的正常生活和生产带来了严重的影响和损失,所以人们特别将水锤的害列为泵站三害(水锤、泥沙、气蚀)之首。因此在设计或扩建供水泵站系统时必须认真研究事故水锤的危险性,分析水锤压力的变化过程,采取合理、可行的防护措施,确保压力管路的安全运行。(www.xing528.com)

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