工业供水工程压力管路防护技术研究 本文关键词：管路，技术研究，防护，压力，供水工程
工业供水工程压力管路防护技术研究 本文简介：安全工程师论文优秀范文推荐10篇之第十篇：工业供水工程压力管路防护技术研究 摘要：高扬程供水系统的管线负压消除方法有安装排气阀、分布开启阀门、控制出水阀开合度、使用水锤消除设备、采用软启动方式、控制水池水位、调整机组转动惯量。在传统管线负压消除方法基础上，提出管路安全调控对策，如消减高程、安装蝶阀
工业供水工程压力管路防护技术研究 本文内容：
安全工程师论文优秀范文推荐10篇之第十篇：工业供水工程压力管路防护技术研究
摘要：高扬程供水系统的管线负压消除方法有安装排气阀、分布开启阀门、控制出水阀开合度、使用水锤消除设备、采用软启动方式、控制水池水位、调整机组转动惯量。在传统管线负压消除方法基础上， 提出管路安全调控对策， 如消减高程、安装蝶阀、调整转动惯量、安装阀门， 以期根据数据模拟结果， 制定最佳安全防护方案。
关键词：工业供水工程； 压力管路； 安全防护措施；
Safety protection measures of pressure pipeline in industrial water supply project
WANG Ke
People's Government of Changshan Town, Zouping City
Abstract:
The methods of eliminating negative pressure of pipeline in high-lift water supply system include installing exhaust valve, distributing opening valve, controlling opening and closing degree of outlet valve, using water hammer eliminating equipment, adopting soft start mode, controlling water level of pool and adjusting rotational inertia of unit.The safety control countermeasures are put forward, such as reducing elevation, installing butterfly valve, adjusting moment of inertia and installing valve, so as to make the best safety protection plan according to data simulation results.
Keyword:
Industrial water supply project; Pressure pipeline; Safety protection measures
1 工业供水工程压力管路防护技术
阳泉市娘子关供水二期工程是对一期工程的扩建，从二级泵站入手分析每台机组设计扬程为171 m,设计流量为0.5 m3/s,使用直径DN 1 200 mm钢管，管道总长370 mㄢ
1.1 安装排气阀
供水管道内压力异常会降低供水稳定性与安全性，甚至会造成管路破裂。需合理设立排气阀，及时排除管道内空气，控制管道内压力恒定。最高负压、管道最高位置应当安装排气阀，有效排出管路内多余空气。
1.2 分布开启阀门
生产用水需求增加会增大管道内压力，尤其是在加速阀门注水的情况下，排气速度远滞后于进水速度，使得排气阀作用发挥受限，配合度直接降低。压强减少后，空气柱会进一步胀大，致使管路压力增大，引发管路动荡或管道破裂等现象。对此，在向管路中注水时，应当缓慢或分布开启阀门。
1.3 控制出水阀开合度
水锤对管道具有一定的破坏性，但直接暂停水锤，停止排水操作会使供水设备内进入空气，继而增加管道压力。对此，需调整出水阀开合度，将排水量控制在恒定范围内，同时需要延长排水阀打开时间或缓慢打开阀门，尽可能排出管道内多于空气。在停泵期间，需缓慢关闭排水阀，减少水锤破坏影响。
1.4 使用水锤消除设备
停泵后，水锤回到水池内，此时后者逆转，使得轴承螺母发生松动或脱落，降低设备整体质量。为降低水锤破坏性，需利用水锤消除设备排水，减少水锤作用力，加大供水管路等设施的保护力度。
1.5 采用软启动方式
全压电机启动方式会使短期流量异常，直接增大管内压力波动。采用软启动方式，使水泵、异步电动机从零转速起车，随电机转速变化而缓慢增加，将水泵转速控制在安全范围内，管道运行安全性随之加强。
1.6 控制水池水位
水泵分为自罐式、自吸式取水两种吸水方式，后者能够合理控制吸水高度与安全水位，确保水泵吸上真空高度。
1.7 调整机组转动惯量
为减少机组受倒泄水流的影响，需调整机组转动惯量，提高机组整体稳定性，调整管线压力分布。
2 压力管路安全防护措施
2.1 消减高程
供水管线地下埋设后，会受温差与地形变化等因素影响，出现不同程度的突出情况。为确保管线安全运行，按照相关规范要求，对存在较大负压的尖端状管线消减高程，减少水锤破坏影响，确保管路压力在标准范围内。
2.2 安装蝶阀
为提高水锤保护力度，需在泵出口处安装两阶段液控止回蝶阀。选择蝶阀后可确定以下三种关阀方式。第一种，一阶段1 s关84°，二阶段8 s关6°，最大压力262.27 MPa,最小压力-12.57 MPa.第二种，一阶段2 s关75°，二阶段10 s关15°，最大压力211.50MPa,最小压力-3.11 MPa.第三种，一阶段2.5 s关75°，二阶段8 s关15°，最大压力244.14 MPa,最小压力-8.60 MPaㄢ
安装蝶阀后，管线压力分布出现调整，第二种关阀方式整体工况最佳，正压相比其他两种关阀方式小。在第二种关阀方式下，出现事故停泵后，0.90 s后水出现倒流。对于泵站设计规范要求的压力比在1.3~1.5这一规定，第二种关阀方式工况完全符合。因此，可采取第二种关阀方式改善水泵倒转与水锤防护等问题。从08断面的管线压力包络情况入手分析，最大水头线压力逐步降低，从790 MPa左右降到710MPa左右。最小水头线压力先高后低，从560 MPa上升至720 MPa后又降至710 MPa左右。管线布置线压力稳定提高，从640 MPa缓慢平稳上升至710 MPa左右。
2.3 调整转动惯量
从一阶段 （2 s关75°） 和二阶段 （10 s关15°） 的关阀方式入手分析，机组转动惯量增大后，水锤升降压出现明显变化，有效改善了水柱分离问题。随着机械转动惯量的增加，负压力随之上升，从最初58 kg/m2转动惯量的-3.11 MPa负压力，逐步上升至73 kg/m2转动惯量的-1.14 MPa负压力。正压力随着转动惯量增加而降低，从最初58 kg/m2转动惯量的212.50MPa正压力，逐步下降至73 kg/m2转动惯量的205.50 MPa正压力。
供水管线内正负最大压力值均随着机组转动惯量增加而出现变化，对调整管线压力分布有积极促进作用，杜绝了弥合水锤情况的出现，提高了管线运行稳定性与安全性。在机组转动惯量增加至70 kg/m2后，正负压力最大值改善幅度逐渐平缓，小幅度增加机组转动惯量，压力值变化幅度相对较大。可见，将机组转动惯量增加10%后，整体防护效果最佳，安全经济性最优，且符合规范要求。
2.4 安装阀门
对不符合规定要求的管线部位，应当合理设置进 （排） 气阀。在确定进排气系数与进排气面积的基础上，增加机组转动惯量的防护措施，与安装进 （排） 气阀防护措施进行整合，确定最佳工况数值，为管道防护方案制定提供价值依据。当机组保持58 kg/m2原转动惯量时，比较在两种关阀方式下的压力分布工况，如表1所示。
表1 防护措施整合后工况表现
设立进 （排） 气阀后，管路正压最大值为174.25MPa,负压降低-2.55 MPa,与规范要求不符，即使安装阀门，管路负压也不达标。将机组转动惯量增加至61 kg/m2时，管路负压符合标准，但成本费用随之增加，比70 kg/m2转动惯量成本高，最终设置蝶阀防护 （选择一阶段：2 s关75°；二阶段：10 s关15°的关阀方式） +提高机组转动惯量10% （70 kg/m2） +安装进 （排） 气阀的管路安全防护方案。
3 结语
工业供水工程压力管理防护中，应当尽可能地规避尖端型布设，适当增加机组转动惯量与进 （排） 气阀，改善管道内压力分布情况。在此基础上，结合工程实际与蝶阀理论，合理选择关阀方式，切实发挥蝶阀控制水锤破坏性的作用，确保供水稳定性与安全性。
参考文献
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[2] 徐燕。水锤防护措施在某长距离供水系统中的应用[J].水利规划与设计， 2017, （08） :85-87.
[3] 黄源， 赵明， 张清周， 等。输配水管网系统中关阀水锤的优化控制研究[J].给水排水， 2017, （02） :123-127.
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