长距离大管径重力流输配水管道水锤防护方法探讨

长距离大型区域重力流输水系统水锤防护计算研究的开题报告题目：长距离大型区域重力流输水系统水锤防护计算研究一、研究背景和意义随着经济的持续发展，城市化进程的不断加速，水资源日益匮乏，人们开始向远离水源的区域寻找新的水源，将水资源通过长距离的管道输送到需要的地方。

重力流输水系统是一种常用的输水方式之一，具有输水量大、管道较为简单等优点，然而在管道中流动的水会产生水锤现象，对管道造成严重的损害，甚至威胁到系统的正常运行和安全。

因此，对长距离大型区域重力流输水系统水锤防护计算研究具有重要的意义。

本研究将对长距离大型区域重力流输水系统中的水锤问题进行研究和探讨，进一步完善和提高重力流输水系统的设计、施工和运行管理水平，为保障城市正常供水和经济发展做出贡献。

二、研究内容和方法本研究的主要内容包括：1. 建立长距离大型区域重力流输水系统水锤问题的数学模型。

2. 基于数学模型，研究重力流输水系统中水锤的发生机理及其对管道的损害情况，并分析其影响因素。

3. 探讨、设计和优化重力流输水系统水锤防护方案，提出相应的计算方法和理论依据。

4. 基于实际工程应用对研究成果进行验证。

本研究将采用理论分析和实际工程应用相结合的方法，通过数学建模、计算机仿真和实验验证等手段，全面探索大型区域重力流输水系统水锤现象的发生机理、影响因素及防护方式，为保障重力流输水系统的正常运行提供关键的理论和技术支撑。

三、预期成果及创新点1. 建立长距离大型区域重力流输水系统水锤问题的数学模型，为进一步研究提供理论基础。

2. 深入探究重力流输水系统中水锤的发生机理及其对管道的损害情况，尤其是在长距离输送和复杂地形条件下的情况，对系统设计、施工和运行管理具有实际应用意义。

3. 提出针对长距离大型区域重力流输水系统的水锤防护方案，设计相应的计算方法和理论依据。

4. 在实际工程应用中验证理论成果的可行性，优化重力流输水系统的设计、施工和运行管理水平，促进城市供水的发展，为经济发展做出贡献。

长距离输水管线水锤防护措施技术探讨摘要：长距离输水管线中水锤防护具有重要的意义，本文介绍了几种常见水锤防护措施，并以张家口云州水库调水工程为例，着重介绍缓冲排气阀和箱式双向调压塔在工程的作用。

关键词：长距离，水锤防护，缓冲排气阀，双向调压塔Abstract: the long distance delivery pipe line water hammer protection has an important meaning, this paper introduces several common water hammer protection measures, and with zhang cloud state water transfer project reservoir as an example, this paper introduces buffer exhaust valve and box pressure regulating tower in the project of the two-way role.Keywords: long distance, water hammer protection, buffer exhaust valve, the double pressure regulating tower1、引言我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源占有量很低。

有些地区水已成为制约经济发展的“瓶颈”。

新中国成立以来，随着工农业的发展，科学技术的进步，我国兴建了40多万处泵站工程。

已建和正在修建的许多大型泵站工程，向几十公里甚至更远的地方供水。

在长距离输水工程中，对泵供水系统安全危害较大的是水锤事故，不少工程因水锤而遭受严重破坏。

水锤事故的成因不同，产生危害也不同，有的造成压力管道破坏（即爆管），有的造成泵房被淹，有的设备被打坏，伤及操作人员等，给正常的生活的生产带来了严重的影响和经济损失。

浅谈长距离重力流输水管线的水锤分析摘要重力流输水管线，运行过程中阀门突然关闭和开启时，由于管道中压力水流的惯性，会产生比正常水压高出数倍的水流冲击波，形成水锤，对管道以及阀门配件造成严重损害，因此，消除水锤效应是长距离重力流输水管线设计及运行必须考虑的主要因素。

本文着重分析了新疆第十师北屯垦区城镇引水管道复线工程的水力学特性，通过对比各种工况下水流状态的情况，提出防止水锤危害的设计措施和运行方案，供类似工程参考。

关键词重力流输水;水锤;空气阀;水击泄放阀1 前言在重力流输水管线中，当阀门关闭太快时，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波和“空化”现象，压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。

在水管内部，当打开的阀门突然关闭，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏压力作用，这就是正水锤，在管道建设中都要考虑这一因素。

相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大[1]。

水锤效应有极大地破坏性，压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。

为了消除水锤效应的严重后果，在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。

本论文着重分析了新疆第十师北屯垦区城镇引水管道复线工程的水力学特性，通过对比各种工况下水流状态的情况，提出防止水锤危害的设计措施和运行方案。

2 工程概况2.1 基本参数疆第十师北屯垦区城镇引水管道复线工程近期（2015年）设计总供水量为15万m?/d，远期（2025年）设计总供水量为30万m?/d。

全程采用重力流输水，取水水源为635水库水，前端0+000～3+000桩号为单管，采用DN1800～DN2000的PCCP管，水库死水位632.0m，洪水位647.8m，常水位645.4m，设计终点净水厂格栅进水渠道标高574.00m。

双管运行最终达到30万m?/d的供水规模。

长距离重力流输水管道系统的水锤防护研究的开题
报告
一、研究背景：
随着经济的发展和人民生活水平的提高，水资源的需求量逐渐增大。

为了满足人们对水资源的需求，水利工程建设进入井喷式发展，长距离
重力流输水管道系统得到了广泛应用。

然而，由于管道系统中水的流动
速度很快，当水流急剧变化时，会产生水击现象，即水锤。

水锤会给管
道系统带来严重的破坏，严重影响水源的正常供应。

因此，研究长距离
重力流输水管道系统的水锤防护措施已成为亟待解决的问题。

二、研究目的：
本研究旨在探究长距离重力流输水管道系统的水锤防护研究，并提
出可行的防护措施，以保护管道的正常运行，确保水源的正常供应。

三、研究内容：
（1）长距离重力流输水管道系统的水锤机理分析；
（2）水锤的计算方法研究；
（3）针对多种水锤现象，提出不同的防护措施，包括增加变径段、增设阻尼装置、增设空气室、减少管道的柔性等措施；
（4）对比分析各种防护措施的优缺点，提出综合防护措施，包括结合不同措施的组合防护方案。

四、研究方法：
采用文献资料法、数值模拟法、实验方法等研究方法，对长距离重
力流输水管道系统的水锤防护研究进行探究。

五、预期成果：
（1）掌握长距离重力流输水管道系统的水锤机理；
（2）探究多种水锤现象的计算方法；
（3）提出不同的防护措施，比较各种措施的优缺点；
（4）提出适用于具体工程的综合防护措施。

六、研究意义：
本研究的成果将为长距离重力流输水管道系统的设计、建设和运行提供参考，为保障水资源的正常供应起到积极的作用。

浅谈长距离压力输水工程水锤防护设计摘要：长距离输水工程管线长，管道起伏大，输水安全性要求高，而水锤是影响长距离压力输水工程运行的一个重要因素，根据调查统计，在城市给水阀门和工业企业的给水泵站中，绝大部分水锤事故都属与停泵水锤事故。

本文本工程在对压力系统水锤分析时只对停泵水锤进行分析并提出防护设计措施。

关键词：长距离压力输水管道；停泵水锤；防护设计1、工程概况本长距离输水工程，设计流量：20万m3/d（考虑5%的沿程漏损和水厂自用水后为21万m3/d），从取水泵房至水厂主要采用焊接钢管，双管并联，单线长6.2km，管径为DN1200，壁厚10mm；取水泵房设计地面38.5m，泵进口约37.15米，原水引水管余压约2.5-5m。

水厂设计地面标高97.5m，配水井水位标高101.3m，原水进水余压1.0m。

2、模型建立2.1应用软件简介。

本工程水锤分析软件采用奔特力-海思德软件公司的HAMMER软件，该软件将水锤效应（waterhammer）的复杂原理结合成为简单易用的工程工具，建模以节点和管段的稳态计算结果为基础，协助水利工程师顺利地进行任何复杂的水锤水击水力计算与设计。

2.2建模数据。

水泵参数：4台水泵并联工作，3用1备。

其中PMP-1及PMP-2水泵Q=2188m3/h、H=63m，电机功率560kW。

PMP-3及PMP-4水泵Q=4375m3/h、H=63m，电机功率1000kW。

PMP-4为备用泵。

根据取水泵房内远期水泵配置和原水压力管道平面方案布置图及简化的纵断面图，建立水锤计算模型。

示意如下：由上图可知，管线稳态运行时泵后压力最大为70m，管道沿线各节点压力在70m水头范围内，而设计中要求原水输水管的安全可靠性较高，设计泵站后管道采用D1220X10钢管，管线在远期21万m3/d设计流量时可以保证在流量恒定的前提下安全运行，危及管线系统安全的潜在因素是由于事故停泵而引起的停泵水锤，这也是本设计关注的重点。

摘要：分析长距离大管径管道输水中水锤产生的原因及其危害，提出预防水锤产生的措施，为保障输水管道正常运行，减少经济损失。

关键词：大管径输水；水锤灾害；原因；防治措施1.沧州引大入港输水工程概况沧州引大入港输水工程是从沧州大浪淀水库引水，经多级泵站加压，向大港油田采油三厂、黄骅市、渤海新区供水的管道给水工程，管道全长170千米。

2.水锤的危害及产生原因管道系统防护的重要内容之一就是防止水锤的出现。

在长距离输水管道中，由于某些外界原因流速变化经常出现。

管道中流速变化使管道中水的压力升高或降低，在压力低于水的汽化压力时，水柱就被拉断，出现断流空腔。

在空腔处的水流弥合时将产生强烈的撞击，管道中的水升压，形成水锤。

水锤有启动水锤、关闭水锤、停泵水锤。

一般启动水锤不大，只是真空情况下，管中空气不能排出而被压缩时才会加剧水位压力的变化；关闭水锤在正常操作时不会引起过大的水锤压力；突然停电或事故停泵所产生的水锤往往较大，水锤压力值可达到工作压力的1.5～3.0倍。

2.1 水锤产生的原因水锤产生主要有以下几个原因：阀门突然开启或关闭；水泵机组突然停车或开启；单管向高处输水（供水地形高差超过20 m）；水泵总扬程（或工作压力）大；输水管道中水流速度过大；输水管道过长，且地形变化大。

2.2 水锤的危害水锤引起压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。

这种大幅度的压强波动，造成的危害有：引起管道强烈振动，管道接头断开，破坏阀门，严重的造成管道爆管，供水管网压力降低，不能正常供水；引起水泵反转，破坏泵房内设备或管道，严重的造成泵房淹没；造成人身伤亡等重大事故，影响生产和生活。

3.水锤的预防措施一般采取技术工程措施加以防护，在水泵出口处设置水锤消除器、缓闭止回阀、安全阀、超压泄压阀等形式以防止水锤危害。

3.1 开（关）阀水锤开关水锤有直接水锤和间接水锤，延长开阀和关阀的时间，可避免产生直接水锤；离心泵、混流泵应在阀门关至15%～30%时而不是全关时停泵，这样可以降低水泵出口压力，防止水泵振动及延长阀门使用寿命。

市政长距离给水管道水锤防护措施探讨摘要：在有压力管路中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵机组突然停车）使水的流速突然发生变化，从而引起水击，这种水力现象称为水击或水锤。

因开泵、停泵、开关闸阀过于快速，使水的速度发生急剧变化，特别是突然停泵引起水锤，可以破坏管道、水泵、阀门、并引起水泵反转，管网压力降低等，所以，预防水锤发生极为重要。

关键词：市政；长距离；水锤防护；分析1导言水锤效应有极大的破坏性：由于水锤的产生，使得管道中压力急剧增大至超过正常压力的几倍甚至十几倍，其危害很大，会引起管道的破裂，影响生产和生活。

压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。

2.停泵水锤的概念及其产生的原因在供水管道中, 由于流速在给水管道中的变化而引起一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象, 称为水锤( 又叫水击) 。

离心泵本身供水均匀, 正常运行时在水泵的管路中不会产生水锤危害。

一般的操作规定是: 在停泵前需将出水阀门关闭,因而正常停泵不会引起水锤。

水锤是指水泵机组因突然停电或其它原因, 造成开阀停车时, 在水泵及管路中水流速度发生递变而引起压力递变的现象。

发生突然停泵的原因有:( 1) 由于电力系统或电气设备突然发生故障, 人为的错误操作等致使电力供应突然中断。

( 2) 雨天雷电引起突然断电。

( 3) 水泵机组突然发生机械故障。

如联轴器断开、水泵密封环被卡住, 致使用使水泵转动困难而使电机过载, 由于保护装置的作用而将电机断开。

( 4) 由于维护管理不善, 也可能导致机组突然断电。

给水管道中的水流在断电后的最初瞬间, 主要靠惯性以逐渐减慢的速度继续向水流方向流动, 然后流速降至零。

管道中的水在重力水头的作用下, 又开始向水泵方向倒流, 速度由零逐渐增大, 由于管道中流速的变化而引起水锤。

3.复合波水锤的危害及其形成过程在日常的供水生产中, 正常运行工况条件下所产生的水锤不会产生很大危害,但当突然停泵。