泵输水管线水锤数值模拟及其防护研究

【目的】分析泵输水系统因事故停泵引起的水锤问题，为泵站管线的安全运行提供参考。【方法】根据流体力学原理，建立有压管道非恒定流动的水锤数学模型，利用特征线法进行数值模拟计算；结合山西省庄头支线泵站的特点，在泵出口安装两阶段关闭蝶阀和沿管线布设空气阀的联合防护措施下，分析了其水力过渡过程。【结果】泵出口两阶段关闭蝶阀在快关9s/70°和慢关63s/20°时，水泵机组倒转转速由额定转速的1.41倍降低为无阀防护时的0.94倍，最大倒泄水量由93.47m3降低到12.3m3；在液控蝶阀和空气阀联合防护下，管线负压由－6.9m降低为－2.0m。【结论】通过合理控制蝶阀快慢关闭时间及角度，能显著降低水泵机组倒转和倒泄流量；调整空气阀布设位置、口径及进出口流量系数，可使沿线负压降低到管道承受范围之内，从而保证供水工程的安全稳定运行。