關(guān)于長距離管道有壓自流輸水工程末端閥門選擇的探討

李立

摘 要 為了盡可能減少水錘事故出現(xiàn)的概率，長距離管道有壓自流輸水系統(tǒng)末端安裝的控制閥門關(guān)閥時間要足夠，關(guān)閥時間通常由仿真數(shù)值計算明確。結(jié)合相關(guān)調(diào)查顯示，長距離管道自流輸水系統(tǒng)的末端閥要以活塞閥為主，并建議采取線性關(guān)閥方法。

關(guān)鍵詞 活塞閥;長輸管線用閥;有壓管道自流輸水;水錘;線性關(guān)閥

引言

眾所周知，有的閥門要實施先快后慢的兩階段關(guān)閥方法，這樣才能起到節(jié)省時間的作用，還能有效降低水錘壓力。鑒于此，本文闡述通過計算機仿真數(shù)值模擬各類閥門，并在此基礎(chǔ)上對關(guān)閥方式、關(guān)閥速度以及水錘壓力之間的關(guān)系加以完善，繼而得到最終的計算結(jié)果。

1閥門型式的比較

將某長距離（50.1km）自流有壓輸水工程項目當作主要論述對象，相關(guān)工作者對其展開末端閥是蝶閥抑或是活塞閥的對比計算，目的是為了對以上這幾種閥門運用在關(guān)閥期間的整體性能進行科學(xué)判斷。該工程（B管）單管輸水流量為1.21m3/s。針對關(guān)閥時間來說，其從60到2500s一共分成10組，具體內(nèi)容請看表1所示。結(jié)合相關(guān)實踐調(diào)查可知，因為在樁號k47+366m位置的輸水管線高程呈現(xiàn)出不高的狀態(tài)，因此在關(guān)閉閥門期間最高水錘壓力會在樁號k47+366m的地方出現(xiàn)。對表1進行分析之后可知，其不單單詳細闡述了末端閥前的最高水錘壓力，還闡述了樁號k47+366m位置的最高水錘壓力。為了方便對比，決定將末端閥關(guān)閉速度當作線性關(guān)閉速度。對表1進行深度剖析后可知：關(guān)閥時間不小于500s以后活塞閥方案的水錘壓力要比蝶閥方案的水錘壓力小很多。所以長距離有壓自流輸水工程的末端閥盡可能以活塞閥為主[1]。

2活塞閥關(guān)閥方式

針對末端閥以蝶閥為主的長距離自流輸水工程來說，為了有效緩解管線上的水錘壓力，相關(guān)工作者應(yīng)當把關(guān)閥時間加以延伸。管線如果超過幾十千米的話，那么此時勻速（線性）關(guān)閥時間總是要1000s甚至接近2000s左右。如果想要降低關(guān)閥時間，那么就應(yīng)當借助于先快后慢的兩階段關(guān)閥手段。這里還是將上述工程當作論述對象，該工程末端閥主要以蝶閥為主，1000s線性關(guān)閥，同時末端閥前最高水錘壓力是1.37MPa，在樁號k47+366m的地方是1.98MPa。倘若這個時候?qū)呻A段關(guān)閥當作主要方式，前60s快關(guān)到15°，到600s都關(guān)閉掉，那么此時末端閥前最高水錘壓是1.11MPa，并且在樁號k47+366m的地方是1.69MPa。通過對上述內(nèi)容進行詳細研究可以得知，借助于先快后慢的兩階段關(guān)閥手段可以起到節(jié)省時間的作用，還能減少系統(tǒng)的最高水錘壓力。所以深度剖析活塞閥方案是否也能夠借助于先快后慢的兩階段形式關(guān)閥，以此實現(xiàn)節(jié)約時間又減少水錘壓力的效果。

結(jié)合相關(guān)調(diào)查可以看到，工況18屬于活塞閥方案1000s線性關(guān)閉的計算結(jié)果，其中末端閥前最高水錘壓力是0.75MPa，并且在樁號k47+366m的地方最高壓力是1.35MPa。針對工況20來說，其實際上是借助于在60s當中關(guān)到全部開度的15%，然后到600s全部關(guān)閉的先快后慢的兩階段關(guān)閥手段，不管是針對末端閥前還是樁號k47+366m位置的最高水錘壓力來說，均得到了顯著提高，分別是1.04MPa以及1.65MPa。顯而易見的是，安裝活塞閥屬于末端閥的長距離自流輸水系統(tǒng)，借助于先快后慢的兩階段關(guān)閥手段無法完全實現(xiàn)減少水錘壓力的目的，倘若控制不科學(xué)，那么就會提高水錘壓力。就工況20水錘壓力逐漸提高來說，其通常是因為之前的快關(guān)階段關(guān)得太快。針對工況25來說，其快關(guān)階段為60s關(guān)閉至全部開度的75%，余下的25%開度基于后期的540s之中逐步關(guān)閉?；谶@種狀況之下，水錘壓力處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。就工況26而言，其應(yīng)當將第二階段慢關(guān)速度進行放慢，總關(guān)閥時間要增加到800s，同時管線之上的最高水錘壓力往往和工況18相匹配。對研究結(jié)果進行深度剖析后可知：活塞閥先快后慢的兩階段關(guān)閥模式并不存在著較為突出的優(yōu)點。對于工況26來說，分段關(guān)閥總關(guān)閥時間是800s，和工況18進行對比可以發(fā)現(xiàn)其節(jié)約時間更加顯著，然而兩階段關(guān)閥應(yīng)當擔負著快關(guān)失控的安全隱患，這樣很容易增加水錘事故出現(xiàn)的概率[2]。

3結(jié)束語

針對長距離管道有壓自流輸水系統(tǒng)的控制閥門來說，倘若相關(guān)工作者將其安裝到末端，那么就要確保末端閥關(guān)閉時間足夠，要不然就會增加水錘事故出現(xiàn)的概率。結(jié)合上述內(nèi)容分析可知，末端閥盡可能以活塞閥為主，并主動使用線性關(guān)閥方法，關(guān)閉時間由計算明確。

參考文獻

[1] 薛興祖.引松供水工程大直徑無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力涵管三維有限元仿真分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計.2018，（9）：122-127.

[2] 田家琳.泵后兩階段關(guān)閉閥門關(guān)閥時間及關(guān)度的分析確定[J].水利規(guī)劃與設(shè)計.2017，（9）：81-83.