输水系统水泵失电工况出口阀关闭规律的优选

水利水电科技进展，2014，34(3)Tel:025-83786335E-mail:jz@hhu．edu．cnhttp://kkb．hhu．edu．cn第34卷第3期Vol．34No．3水利水电科技进展AdvancesinScienceandTechnologyofWaterＲesources2014年5月May2014作者简介:黄时锋(1978—)，男，江苏南京人，工程师，硕士，主要从事自来水系统建设与运行管理工作。E-mail:huangshifeng2008@sohu．comDOI:10．3880/j．issn．1006-7647．2014．03．012输水系统水泵失电工况出口阀关闭规律的优选黄时锋，周文萍，程佳秋(上海金山海川给水有限公司，上海201504)摘要:为优选水泵失电工况下出口阀门的关闭规律，基于一维特征线方法，建立输水系统水力过渡过程仿真计算的数学模型，给出了水泵出口阀采用两段折线关闭规律时转折点开度和时间的选取方法，以“水泵失电，出口阀拒动”工况下水泵发生倒流的时间作为第1阶段关闭时间的参考值，通过其他控制工况进行校核计算，并结合工程实例进行验证分析。计算结果表明，所采用数学计算模型准确、合理，选定的阀门关闭规律能够有效预防输水系统水击破坏事故的发生。关键词:水泵;失电工况;出口阀;关闭规律;水击;输水系统中图分类号:TV675文献标志码:A文章编号:1006-7647(2014)03-0056-05Optimizationresearchonclosurelawofoutletvalveunderpowerfailureconditioninwaterconveyancesystem//HUANGShifeng，ZHOUWenping，CHENGJiaqiu(ShanghaiJinshanHaichuanWaterSupplyCompany，Shanghai201504，China)Abstract:Basedonthe1-Dcharacteristicsmethod，amathematicalmodelforsimulatinghydraulictransientprocessinwaterconveyancesystemwasestablishedtooptimizetheclosurelawofoutletvalvesunderpowerfailurecondition．Thetwo-segmentlinearclosurelawofoutletvalveswasproposedinthispaper，andthemethodfordeterminingthetransitionpointsopeninganditscorrespondingtimewaspresented．Underthepowerfailurecondition，thetimewhenthereversedflowoccurscanberegardedastheclosuretimeofthetransitionpoint，itisalsoverifiedbyothercontroloperatingconditions．Thesimulationresultsofanengineeringinstanceshowthatthemathematicalmodelofthispaperisaccurateandreasonable，andthewaterhammeraccidentscanbeeffectivelypreventedemployingtheproposedvalveclosurelaw．Keywords:pump;powerfailurecondition;outletvalve;closurelaw;waterhammer;waterconveyancesystem输水管道系统中水泵失电工况下的水击现象可能导致严重的系统危害，如水体倒流引起水泵反转，当反转转速超过额定转速时，可能发生水泵破坏事故;若水击波动产生的系统负压超过水柱分离水压控制值，可能产生“水柱分离－弥合水击”现象，从而导致系统破坏事故的发生［1］。水泵出口处的出口阀(缓闭蝶阀)作为系统中的主动性截流元件，在水泵失电时能够防止泵组产生过大的反转转速，达到保护泵组的目的，但其动作也将引起系统的水击波动，并影响水泵失电工况下系统的相关水力瞬态参数。因此，针对不同的输水系统特点采用合理的水力过渡过程仿真计算方法，对水泵出口阀的关闭规律进行优化研究，是防止系统产生水击危害的重要手段［2-3］。关于水泵出口阀关闭规律的优选及水击防护，国内已有相关的研究:程洪霞等［4］基于多元线性回归分析原理，研究了蝶阀关闭角度和阻力系数函数关系及过流面积比和阻力系数的关系