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兴和县综合物流园区供水工程水锤防护计算分析张晓旭等 1 0 3 【 供排水工程】 兴和县综合物流园区供水工程水锤防护计算分析 张晓旭 ， 辛亚东， 聂中青 ( 内蒙古水利规划设计研究院， 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 2 0 ) [ 摘要] 文章针对兴和县综合物流园区供水工程长距离输管线进行水锤防护计算分析， 并进行水锤防护方案比选， 提 出水锤防护设备 建议 ， 保证供 水安 全性。 [ 关键词] 兴和县综合物流园区供水工程； 水锤防护计算； 方案比选 中图分类号 ： T V 9 9 1 ． 3 9 文章标识 码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9— 0 0 8 8 ( 2 0 1 5 ) 0 5— 0 1 0 3— 0 1 1 工 程概 况 兴和县综合物流园区供水工程位于内蒙古 自治区乌兰察 布市兴和县境内。本工程的水源地为七家营水库。供水对象 为兴和县乌兰察布综合物流园区。 本工 程经输水管线将水输送至净 水厂 区 ， 最高 日取水量 为 1 ． 3 7 7万 m ／ d ( Q=0 ． 1 6 2 m ／ s ) 。管线 长度 3 0 ． 3 1 8 k m， 落差 1 3 8 ． 2 m。管线主管材为球墨铸铁管( D N 5 0 0 ， K 9级) ， 单管， 阀 门井 内采 用钢管 ( D N S 0 0 ) 。净水厂 区一 期 只建设 蓄水 池两座 ， 每座 蓄水池 1 ． 5万 m 。库区泵站 内共安装 4台水泵 ， 单泵流量 0 ． 0 5 4 m ／ s ， 平均 日取水量为 0 ． 9 1 8万 m ／ d时 ， 运行 工况为 2 用 2备 ， 总流量为0 ． 1 0 6 m ／ s ； 最高 日取水量为 1 ． 3 7 7万 11 3 ／ d 时， 运行工况为 3用 1 备 ， 总流量为 0 ． 1 6 2 m ／ s 。 2 水锤 防护运行工况分析 2 ． 1 事故停泵全线 无水锤 防护设备水锤模拟 对管线进行事故停泵全线无水锤防护设备水锤模拟计算 ， 计算结 果 ． 见 图 1 。 6 亩 V R 刨 2 0 ( g ~ O 2 5 0 0 0 3 ( ~ 2 0 g u 矩 0 导 船 图 1 最高日事故停泵压力包络线( 无水锤防护) 分析 可知 ： 全线最 大压力 ( 自由水头 ) 均 未超 出1 ． 5倍 承压 能力 ， 但各级泵站管线 负压严重 ， 会发 生水柱 分离 ， 不满 足水 锤 防护要求， 因此泵站内及管线需要增加水锤防护设备。 2 ． 2事故 停泵全线有水锤 防护设备水锤模拟 在设置空 气阀基础上 ， 通 过设 置各种水 锤 防护设 备进行 全 线事故停泵水 锤防护模拟 。 当各水泵出口处设置液控缓闭止回阀时 ， 通过第一阶段快 关和第二阶段慢关来进行水锤防护， 根据多种关阀方案模拟 。 比选出最佳关阀时间： 快关( 关闭 9 0 ％开度) 1 0 s ， 慢关 ( 关闭 1 O ％开度) 5 0 S 。其计算结果， 见图 2 。 6 毫 一 R 趟 0 ．5 0 0 0 1 ( X g ) 0 1 5 0 0 0 2 0 0 0 0 2 5 0 0 0 3 0 l 1 0 0 桩号 ( m ) 1 3 5 0^ 1 3 2 5 挺 蜒 0 1 3 0 0 平 铷 1 2 7 5 1 2 ．5 0 1 2 2 5 图2 最高日事故停泵压力包络线( 液控缓闭止回阀) 分析可知， 液控缓闭止回阀不能有效缓解管线负压问题， 全线负压严重， 多处出现水柱分离现象， 不满足水锤防护计算 要求， 需增加水锤防护设备， 以保证管线安全运行。 结合本工程特点及以往计算分析经验 ， 建议在各水泵出口 设置液控缓闭止回阀基础上设置抗水捶气压罐等水锤防护设 备， 用以消除管线负压， 保证供水安全。水锤防护方案， 见表 1 。 表 1 水锤防护方案 水锤防护方案 方案简述 方案一 方案二 1 个气压罐 + 4个液控缓 闭止回阀 4个单 向调压塔 + 4 个液控缓 闭止 回阀 经各种工况的计算模拟， 方案一、 二均能满足水锤防护的 要求 。 方案一水锤防护效果优于方案二， 气压罐设置在泵站附 近， 管理方便。 方案二水锤效果较好 ， 但调压塔设置受地形限制 ， 设置位 置地势相对较高， 且体积大， 需征地， 成本高， 还需考虑冬季保 温问题， 不便于管理。因此推荐方案一。 3结语 针对本工程的各种工况情况， 提出了针对性的水锤防护措 施， 最终取得 良好的效果， 使长距离输水管线能更好的发挥功 能。 ( 编校： 郭宝丽) 收稿 日期 ： 2 0 1 5— 0 9—1 1 作者简介： 张晓旭( 1 9 8 1一) ， 女， 工程师， 从事水利工程设 计工作 。 铷 伽 伸 Ⅲ 枷 ㈣∞ 。