長(cháng)距離管道有壓自流輸水工程末端閥門(mén)的選擇

　　為防止發(fā)生水錘事故,長(cháng)距離管道有壓自流輸水系統末端設置的控制閥門(mén)關(guān)閥時(shí)間一定要充分,關(guān)閥時(shí)間由仿真數值計算確定。給出的末端閥作為邊界條件的數學(xué)模型適用于蝶閥、活塞閥等諸多閥型。長(cháng)距離管道自流輸水系統的末端閥推薦采用活塞閥,末端閥為活塞閥的自流輸水系統推薦的關(guān)閥方式是線(xiàn)性關(guān)閥。

概述

　　近年來(lái)長(cháng)距離的大型調水工程趨向于采用有壓管道輸水。借助于地形上的優(yōu)勢，部分工程有條件實(shí)現自流輸水。為了調節輸水流量或應對輸水工程設施的突發(fā)事件，必須在輸水管道上設置控制閥門(mén)�？刂崎y門(mén)如設在輸水管道的末端，其優(yōu)點(diǎn)是可直接調節流量，操作方便，很容易為業(yè)主接受，但是若操作不當易發(fā)生水錘事故�？刂崎y門(mén)如設在輸水管道的首端，雖然可以避免發(fā)生水錘的困擾，但是運行管理不方便，調節流量反應慢，而且緊急情況下會(huì )發(fā)生大量棄水。后置控制閥的工程實(shí)例較多，但協(xié)調關(guān)閥速度快慢和水錘壓力大小之間的矛盾是控制閥后置方案設計中一個(gè)重要課題。關(guān)閥速度與關(guān)閥方式都會(huì )影響水錘壓力的大小。如后置控制閥( 以下簡(jiǎn)稱(chēng)末端閥) 關(guān)得快，水錘壓力就大。若要水錘壓力小，必須慢關(guān)閥門(mén)。有的閥門(mén)須執行先快后慢的兩階段關(guān)閥方式，才能既節約關(guān)閥時(shí)間，又減緩水錘壓力。本文介紹通過(guò)計算機仿真數值計算模擬各類(lèi)閥門(mén)，調整關(guān)閥方式、關(guān)閥速度與水錘壓力的關(guān)系，并給出工程實(shí)例的計算結果。

末端閥數學(xué)模型

　　末端閥( 圖1) 串聯(lián)在管道中，即閥門(mén)兩端都與管道相連接。

　　圖4 給出了蝶閥、活塞閥同樣是1 000s 線(xiàn)性關(guān)閥條件下閥前壓力波動(dòng)過(guò)程線(xiàn)。蝶閥閥前壓力波動(dòng)過(guò)程線(xiàn)在關(guān)閥過(guò)程的前700s 內幾乎沒(méi)有反應，直到800s 以后才能看到壓力有所升高，而活塞閥在2 0 0 s 后即有壓力的明顯上升。因而蝶閥在1 000s 的關(guān)閥過(guò)程中只是后面的250s 在起關(guān)閥作用，而活塞閥起作用的時(shí)間長(cháng)達800s。即在同樣的1 000s 線(xiàn)性關(guān)閥的情況下，蝶閥實(shí)際起作用的時(shí)間只有250s，關(guān)閥速度遠比活塞閥的800s 快，因而蝶閥的閥前壓力比活塞閥要高得多。

圖4 蝶閥活塞閥1 000s 線(xiàn)性關(guān)閥末端閥前壓力過(guò)程

結語(yǔ)

　　長(cháng)距離管道有壓自流輸水系統的控制閥門(mén)如設在末端，末端閥關(guān)閉時(shí)間一定要充分，否則易引發(fā)水錘事故。末端閥推薦采用活塞閥，活塞閥推薦的關(guān)閥方式是線(xiàn)性關(guān)閉，關(guān)閉時(shí)間由計算確定。