孟加拉國錫拉杰甘杰電廠玻璃鋼循環水管道水錘計算

惠玉鑫

摘 要：針對孟加拉錫拉杰甘杰電廠循環水系統要求采用玻璃鋼管的特點，本文應用一維流體分析軟件PIPENET對電廠供水系統進行仿真建模，對電廠主要的循環水系統構筑物進行了建模及運算。對循環水系統中各種啟停泵工況下對應的瞬變流過程進行仿真研究，選擇合理的管道布置方案，得出較理想的關閥操作規律。研究結果表明，合理設計循環水系統管道，對循環水泵出口閥門關閉時間進行合理設置，能夠確保玻璃鋼管應用于循環水管道而不受水錘影響。對今后玻璃鋼管應用于循環水系統有著重要的意義。

關鍵詞：玻璃鋼循環水管;瞬變流;事故關閥;水錘力

Abstract：? According to the characteristics of Glass Reinforced Plastic Circulation Water system of SIRAJGANJ， BANGLADESH power plant， the one-dimensional fluid analysis software PIPENET to simulate the water supply system of the power plant， and carries out modeling and calculation on the main circulating water system structure of the power plant. The transient flow process of the circulating water system under the conditions of various starting and stopping pumps is simulated and studied. The results show that reasonable design of circulating water system pipeline and reasonable setting of the closing time of circulating water pump outlet valve can ensure that glass reinforced plastic pipe is applied to circulating water pipeline without being affected by water hammer. It is of great significance for the application of glass tube in circulating water system in the future.

Key words：glass reinforced plastic circulation water pipe; transient flow; accidental valve closing; water hammer;

1工程概況

1.1運行工況

本工程循環水系統采用單元制機械通風冷卻塔循環供水系統，循環冷卻水補給水來自廠區原水處理站處理水。循環水系統設8座4800m3/h逆流式機械通風冷卻塔及水池，設置三臺50%循環冷卻水泵。循環冷卻水泵出口配置兩階段控制液動蝶閥。 循環水泵為立式、濕井式、混流泵，露天安裝，介質為淡水，水泵流量：4.65m3/s 水泵揚程：0.24MPa，循環水供回水母管采用DN2200玻璃鋼管。

循環水系統工藝流程依次為： 冷卻塔水池→引水箱涵→鋼閘門→格網→循環水泵→液控蝶閥→循環供水管→電動蝶閥→凝汽器→電動蝶閥→循環回水管→電動蝶閥→ 冷卻塔→ 冷卻塔水池。

1.2主要研究內容

電廠供水系統的特點是大流量、低揚程。事故情況下，不合理的關閥會造成嚴重的安全和生產事故[1]。凝汽器的位置和高程在瞬變流過程中處于駝峰位置易產生彌合水錘[2]，在閥門處產生水擊波。同時管系中的壓力不平衡將在管道軸向產生沖擊力，不合理的關閥會使這類沖擊力的瞬時值達到驚人的數值，作用于管系、支吊架和設備接口，易形成管系共振、支架損壞等后果。本工程由于采用了玻璃鋼管作為循環水管道材質，接口處更容易受水錘影響，發生滲漏的可能性增大。因此，根據本工程運行可靠性要求，重點對循環水系統進行如下分析：①分析循環水泵起泵停泵工況下的水錘變化;②分析最不利工況下的水泵轉速及系統最不利點的壓力變化。

1.3主要參數

循環水泵工況點為Q=4.65m3/s，揚程H=24m，水泵設計點的轉矩值是23981.1N·m;額定轉速495rpm。循環水主管道參數為DN2200 SN10000，玻璃鋼材質。

2供水系統及主要構筑物模型的建立

2.1供水系統高程布置

根據電廠布置，建立循環水系統高程圖。地面標高為±0.00m，循泵出口標高為-2.20m，冷卻塔進口標高為10.10m，凝汽器進口標高為3.90m，整個管道系統最低點標高為-5.20m。

2.2PIPENET模型建立

本工程1臺機組正常運行2泵全開，任意一臺水泵故障，要求備用泵能自動投運。在系統未充水的情況下，開啟鋼閘門，先打開冷卻塔補給水管進水閥，待冷卻塔水池水位達到15.75m后，同時確認循環水泵軸承潤滑水和電機冷卻水運行正常，打開冷卻塔進口電動蝶閥。 第一臺循環水泵由手動啟動，先手動開啟出口液控蝶閥閥門到20開度（約7～10秒），再手動開啟循環水泵，待系統充滿水后，再將出口閥門開至全開位置。

利用PIPENET一維模型將循環水系統中循環水泵（分別編號1#，2#和3#循環水泵）、循環水管道、凝汽器以及冷卻塔設備參數輸入到軟件中，通過軟件模擬以下幾個主要工況：