长距离输水设置超压泄压阀水力过渡过程分析
长距离输水管道中减压措施的探讨
长距离输水管道中减压措施的探讨作者：杨杰李倩来源：《水能经济》2017年第10期【摘要】十三五期间，为缓解城市用水，兴建了许多长距离的调水工程，用来缓解水的供需矛盾。
在管道运水过程中，采取了将管线适当分段设减压消能设施和适当延长闸、阀关闭时间，进行管道减压以保证管道安全。
本文主要分析长距离输水管道中减压措施。
【关键词】长距离；输水管道；减压措施前言进入十三五后，社会经济水平发展迅速，人们的生活水平极大提高，对水的需要量也在不断的加大，而我国水资源较缺乏，经常需要进行长距离调水。
管道输水方式，具有一些优点，可以根据地形条件进行铺设，不但节约能源、而且水质不易被污染、漏损小、线路布置灵活、造价较低。
但是这种输水方式需要考虑管道的安全运行，因为在输水过程中，由于利用天然地形落差靠重力流输水，当运行中的管道在突然关闭闸、阀时，会产生水锤现象，当水锤压力超过管道的允许承受的压力时，管道就会破坏，需要采取有效措施以降低管道工作压力。
1.长距离输水管减压措施当有压管道中的水流速度因为外界的某种原因而发生剧烈的变化时，液体内部压强将因此而产生迅速交替现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其他管路元件上就像锤击一样，故称为水锤。
城市供水保证率要求高，供水安全问题被社会广泛关注，做好水锤防护是保障长距离压力管道工程安全的关键。
1.1工程预防措施—管道分段管道分段即是把一条长管道分割为若干段不连续的管道，在每一个管道的末尾部分设置闸阀和消能设施，这样就能够起到较好的分压作用，大大减小了水锤的压力，从而减少管道的工作压力，而且减压设施也能够消除因为管道设计存在的问题而产生的剩余水头。
在长距离输水压力管道中，设置调压室、减压池缩短压力管道是常用的减小水锤压力的措施。
重力流压力管道输水工程利用天然地形落差自流输水，正常运行时测压管水头小于静水头；当管路上的闸、阀关闭后，管中最大静水头即为地形最大落差，落差越大，管道承受的压力越高，当闸、阀非正常关闭时，容易产生较大的水击压力，造成爆管事故。
简述长距离大口径压力输水管线工程设计要点
简述长距离大口径压力输水管线工程设计要点摘要：本文针对远距离大口径压力输水管线的特点，通过对管线设计中管道走向、管材选择、经济管径确定、防水锤措施的论述，提出了设计中应注意的一些要点，希望对同类工程设计有一定的参考价值。
关键词：远距离大口径管材选择压力输水管线水锤防护远距离大口径压力输水工程的特点远距离大口径压力输水工程是城市供水系统中的一个重要组成部分,由于是压力输水，管道敷设受地形条件限制较小，管道可以穿越河流、铁路、公路等障碍物将水输送至目的地，工程应用较广。
其主要特点是管线长、规模大、高扬程、多级提升、沿线地形复杂、投资费用大、水锤威胁较为严重、安全稳定性要求高。
其建设和运营需要投入大量的资金和消耗大量能源，施工周期长，因此对其设计要点进行必要的分析和探讨，无论从社会效益，还是从经济效益上讲都是很有必要的。
管道走向的确定管道走向的选择，是确定设计方案的关键所在，决定了整个设计的合理性、工程的造价及施工的难易程度。
由于管线距离长、建设时影响范围大，管道定线是一项复杂、细致的工作，涉及到许多政府部门、企业和个人，工程前期应进行大量的现场调研及协调工作，使得走向方案具备可实施性，以免造成工程实施过程中的频繁改线，不但无法保证工期，也增加了工程造价。
通过相关输水工程的设计和施工配合工作，总结出以下几点选线原则。
(1)符合城市总体规划及管道规划布局要求,布置管线时尽量缩短管线,但不一定最短就最好,要综合考虑。
(2)应尽可能减小与各种障碍物及其他工程的相互影响，如遇河流、铁路、公路以及地质条件不利的地段则需进行防护。
(3)尽量避免拆迁建筑物和占用农田，以降低工程投资。
(4)布线时水力条件好，管理方便，电耗低。
(5)管线应尽量沿现状或规划道路埋设，以便于将来维护管理(抢修、放水)。
(6)为防止土壤对金属管道的腐蚀, 应避免通过土壤腐蚀性大,导电率高的地段。
(7)在方案设计阶段应将施工因素充分考虑到,保证设计的合理性。
长输管道泄压阀的应用及改进
长输管道泄压阀的应用及改进摘要：本文主要论述了长输管道的运行使用中，泄压阀的应用所起到的功能作用，并以常用的水击角式自力泄压阀为例，详细分析了其工作原理，指出了其在实际应用中存在的问题和不足之处，并就其改进方法和具体措施进行了简要探讨。
关键词：长输管道泄压阀工作原理应用改进所谓长输管道是指长度在50km以上，在中途具备加压泵站的用来运输油或气的长距离管道。
这种管道在我国当前很多基础设施建设中都具有着广泛应用，如西气东输工程建设中就大量的使用了长输管道来实现气体的运送。
当然在其他的一些建设工程项目中，同样也有用到了长输管道来进行商品介质的输送。
由于管道长度较大，为了保证商品介质能够有足够的动力保持输送状态，就需要在中途安装一定的加压泵站。
但在实际的工程应用中，常常会出现加压过度的现象，使得管道承受很大的压力，甚至会发生管道破裂的现象。
为了保护管道，保证商品介质的正常输送，还需要在长输管道上安装一定的泄压阀，以便调整管道内的压强值。
由此可见，泄压阀在长输管道的使用中具有非常重要的意义和作用。
以下本文就来探讨长输管道泄压阀的应用以及其改进措施。
一、水击角式自力泄压阀的应用原理1、自力泄压阀的应用原理机械先导角式自力泄压阀主要由主阀、先导阀、过滤器和截断阀等组成。
虽然控制环节少，结构简单，但是由于控制环节中存在着机械弹性元件，回差较大，泄放量又正比于超压值，所以控制性能具有局限性，多用于控制精度要求不高的场合。
机械先导角式自力泄压阀的主阀开关是通过活塞上下的压力差工作的。
当出站压力在允许的压力范围之内时机械先导阀处于常态时，活塞背压管路与低压回油管路断开，与高压油引压管路接通。
尽管活塞上部和下部压强相等，但因活塞上部的受压面积大于下部端口的受压面积，所以活塞上部承受力大于其下部承受力，活塞在弹簧力和压力差的作用下向下移动关闭主阀。
当入口出站压力升高时作用在机械先导阀阀芯上的压力也会随之增强，在达到或超过设定值时左侧的弹簧被压缩阀芯左移。
长输管道高压泄压阀故障的原因分析及对策
长输管道高压泄压阀故障的原因分析及对策摘要：输油管道是靠加压加温进行油品输送的，而管线超压时经常出现高压泄压阀不能正常开启泄压，给输油管道输送带来极大的危害，可能出现由于压力超高造成跑油、停输甚至引发火灾等。
文章阐述了高压泄压阀不能正常启闭的原因以及解决地方法。
关键词：凝固、细微沙砾、密封球随着管道输油技术的发展，密闭输油成为目前最为经济合理的输送方式。
在密闭输油过程中，当出站压力超过调节阀设定值，调节阀关小，不足以使其控制在设定值范围内；或者由于站内管道承压过高，危及管道或设备的安全；或因调节阀失灵不起调节保护作用时，安装在出站管路上的泄压阀泄压，通常称高压泄压。
高压泄压是密闭输油过程中对压力调节保护措施的一种补充。
但是，我们在实际运行过程中发现高压泄压阀经常不能按照工艺设定值进行开启或关闭，并且在其他输油站都是普遍存在的情况。
近年来我们以泄压阀不能正常启闭为切入点，经过多次实验，找到了故障的基本原因，制定了一系列整改措施，起到了较好地效果。
一、故障原因分析：1、我们在对高压泄压阀检查中发现，原设定4.25Mpa时开启，但是压力达到5.0Mpa仍不能开启。
我们将指挥器与管线拆除后发现，管中以及指挥器中的原油已经凝固，因此不能有效地传递压力值，这是造成高压泄压阀不开启的原因之一。
2、我们将管线用汽油进行清洗，在清洗过程中发现指挥器中有大量的细微砂粒，这些细微沙砾是造成指挥器节流孔堵塞的主要原因，因此它也是造成高压泄压阀不开启或开启后不关闭的原因之一。
3、清理完毕后，用润滑油当介质进行实验，发现压力升至5.0Mpa时，高压泄压阀开始开启。
当压力下降至3.5 Mpa时，高压泄压阀才关闭。
反复多次实验，情况大致如此。
再次解开指挥器进行检查发现圆形密封球有变形（有很严重地压痕）。
这也是高压泄压阀不开启或开启后不关闭的原因之一。
二、解决办法：1、为了防止原油在管路和指挥器中凝固，需要保持高压泄压阀及控制管路一定的温度。
长距离高水头输水系统水力过渡过程分析与设计
!概述
长距离供水工程的建设和发展是实现水资源均 衡利用和合理调配的重要途径，在国内外均已有广 泛的工程实践。近年来，随着城镇化日益加快，人 口不断向城镇聚集，城镇用水量不断增大，为解决 城市供水，跨流域长距离输水工程日益增多。
闽北苏区建阳区水资源配置（麻阳溪引水）工 程位于福建省南平市建阳区，工程开发主要任务为 供水，最大日供水规模为 !’ 万 5，供水对象主要为 建阳区。为了结合利用富余水头消能发电，将雷公 口二级电站尾水渠改造成取水前池，通过输水隧洞 （管道）自流至拟建的武夷新区水厂，主要建筑物 由取水前池、输水隧洞（管道）及樟布消能电站等 组 成。 输 水 线 路 总 长 &"2/!6 7*，其 中 隧 洞 长 8.286. 7*，管道线路长’2.6. 7*。
水利水电工程设计工作。 ()*+,-：#!.’$!./.0 112 34*
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如果从水源点处直接采用隧洞与管道接入厂 区，则最大水头压力达 #6& *；若考虑水锤压力则 超过 !"" * 水头，水厂出口处水压也达到 ##&2" *。 本工程在线路布置时，巧妙利用现有地形高程在中 途设置樟布消能电站，在保证重力自流下最大限度 减少水头压力；不但减少隧洞结构、管道等投资， 同时亦能有发电的经济效益（见图 #、图 !）。
（"）重点研究供水工程在不同控制运行工况下 的水力过渡过程，提出水力控制优化方案和紧急状 况下的应对措施。
（#）分析水厂阀门关闭时水力过渡过程，及其 对涌浪和对樟布电站尾水渠的影响并对樟布消能电 站尾水渠设置提供建议。
（&）分析樟布电站关机时水力过渡过程（包括 调压井的涌浪等），及其对涌浪和对雷公口二级电 站尾水渠的影响并对樟布消能电站尾水渠设置提供 建议。
长距离输水工程调流阀控制技术探讨
长距离输水工程调流阀控制技术探讨摘要长距离输水过程中管内压力的稳定以及水流量的恒定一直以来是困扰水利输送单位的技术难题，为了有效解决这一技术难题，确保水管在长距离输水过程中能够保持稳定的管内压力和恒定的水流量，我国水利输水工程采用了调流阀技术来解决这一难题，本文笔者结合自身多年从事长距离输水工程的工作经验，对在长距离输水过程中调流阀的控制技术做出深入的探讨。
关键词长距离输水；调流阀；控制技术；深入探讨1调流阀气蚀现象分析调流阀的使用有效的解决了长距离输水过程中管内压力稳定和水量恒定的技术要求，但是调流阀在使用的过程中经常会出现气蚀的现象，而造成调流阀气蚀的主要原因是长距离管道在输水过程中管内水流在不同阻力的作用下产生闪蒸或者是空化的现象，这些现象的产生都对调流阀产生着很大的腐蚀作用，长期作用下调流阀会由于腐蚀而失去其原来应该具有的工作性。
调流阀主要由可移动的阀瓣、阀体以及固定在管壁上的阀基组成，当水流经过调流阀时，阀瓣在水流的作用下而发生移动，这对原本的水流是一种阻碍的作用，而水流在阀瓣的阻碍作用下，原本的流量没有发生改变，而过水的断面却有所减小，这就会导致水流流速的增加，管内原本的静压力突然之间下降，水流的动能有所下降，而根据能量守恒定律，原有水流具有动能的损失部分转移给了水流，使得一部分的水流气化，变成了饱和蒸汽，如果此时水管出口的压力低于饱和蒸汽压力，饱和蒸汽将会滞留在阀体部分，这就造成在调流阀附近同时存在着水蒸气和液态的水流，出现气液共存的状态，而这种现象就是所谓的闪蒸现象。
闪蒸现象出现后，在蒸汽压力的作用下，调流阀的阀瓣会继续发生移动，水流的过水断面会增大，水流的速度也会有所降低，这就会造成调流阀后部的水压瞬间增大，当压力增大到与饱和蒸汽压力相同时，饱和水蒸气会在压力的作用下浮向管道的上部，并在不断增大的压力作用下而发生爆裂，这个过程就是所谓的空化过程。
在水蒸气气泡爆裂的瞬间由于能量的爆发点非常集中，因此会对整个阀体产生巨大的冲击力，使得阀体在不断的冲击力作用下表面产生塑化现象，随着塑化现象的不断加剧，阀体也会产生形变，进而形成严重的气蚀现象从而使阀体失去工作性。
长距离有压输水管道水力过渡过程研究
长距离有压输水管道水力过渡过程研究摘要：在长距离输水工程中, 系统关闭措施不当或系统事故易产生危及泵站和输水管线安全的过渡过程。
有关规范对过渡过程中的特性参数进行了规定, 要求超过指标时必须采取防护措施保证工程安全。
在实际工程中, 由于对规范的理解和判断不同, 对工程的安全性和经济性产生了不同的影响。
文章结合实际工程, 对不同防护指标下采用的防护措施设置进行了探讨。
关键词：输水工程;过渡过程;指标;探讨;近年来为适应我国社会经济的发展要求, 改变区域水资源分布不均的状况,大量的长距离输水工程相继开工建设, 而且工程呈现“长距离、大流量、高水头”的特点。
由于管线距离长、地形起伏大, 在停泵或管线末端阀门关闭过渡过程中管线的压力会出现急剧波动和交替升降, 对泵站和管道系统的运行安全造成危害。
有关规范对过渡过程中的特性参数进行了规定, 要求超过某个指标时必须采取防护措施以保证工程安全。
在实际工程中, 由于对规范的理解和判断不同, 造成了工程设计中对水力过渡过程中产生危害的防护措施有两种:过度防护;防护不足。
两者对工程的安全性和经济性产生了不同的影响。
如何理解过渡过程中几个规定的控制指标, 进而以经济的防护措施保证系统的安全是每一个工程必须重点考虑的问题之一。
1 水锤分析计算控制指标讨论根据我国现行设计规范GB50265-2010《泵站设计规范》、GB50013-2006《室外给水设计规范》和CECS193∶2005《城镇供水长距离输水管 (渠) 道工程技术规程》, 总结出水锤分析计算涉及到的系统参数控制指标主要有以下三点:泵系统中水泵的反转速度及持续时间、输水系统最高压力、输水系统最低压力。
2 输水系统允许最高压力值探讨2.1 对不同压力的概念认识水泵出口额定压力:指水泵出口的工作压力, 一般与泵站设计杨程或最大杨程对应的压力值相对应。
GB50265-2010中9.4.2条要求“最高压力不应超过水泵出口额定压力的1.3~1.5倍;输水系统任何部位不应出现水柱断裂”, 停泵水锤的最高压力不应超过水泵出口额定压力的1.3~1.5倍是基于系统这一特性并充分考虑了水泵结构设计的要求确定的。
长距离输水管水力过渡过程分析实例
长距离输水管水力过渡过程分析实例发布时间：2022-05-07T10:11:26.742Z 来源：《新型城镇化》2022年9期作者：汤凯琳[导读] 对长距离输水管道及中间加压泵站的水力过渡过程分析及管道系统阀门选择。
广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院有限责任公司摘要：对长距离输水管道及中间加压泵站的水力过渡过程分析及管道系统阀门选择。
关键词：长距离输水管道中间加压泵站水力过渡过程分析阀门设置1、前言水力过渡过程：当供水系统从一个状态转移到另一状态，或在稳定运行时受到扰动，系统都会出现非恒定的暂态（过渡）过程，由此产生的一系列工程问题：压力水管道中的水锤现象、调压室（水位波动现象）及水泵机组转速变化和调速问题。
根据2019年最新颁布的《室外给水设计标准》(GB50013-2019)，增加了7.3长距离输水章节，要求输水管道系统对瞬态水力过渡过程进行分析。
要求采取水锤综合防护设计后的输水管道系统不应出现水柱分离，瞬时最高压力不应大于工作压力的1.3倍~1.5倍。
下面以广西省南方沿海城市某输长距离水工程为例，进行简要水力过渡过程分析。
2、项目概况及水力过程分析该案例供水工程区域地势平缓，输水量为30万m3/d，采用两根DN1800双管供水，输水距离总长为33km。
该项目水源为水库，死水位为21m，末端供水至水厂絮凝反应沉淀池，水面高程23m。
输水线路呈两端高中间低，采用先自流后加压的供水模式，加压泵站位于输水管线中间段，其中重力自流段长14km，加压段长19km。
中间加压泵站地面高程为5.0m，水泵采用由吸水井吸水的方式，泵站吸水池水压标高为12m，吸水池特征水位为：最高运行水位为9m，最低运行水位2m，正常运行水位9.0m。
泵站采用六台变频水泵，每台水泵参数一致：流量Q=552～920～1104L/s，扬程H=49～38～31m。
正常运行工况下管道压力参数详见表2第1部分。
本工程采用美国肯塔基大学Kypipe系列的TranSurge2018水锤分析软件进行模拟计算。
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水锤 破 坏 ，在 支线 末 端设 置超 压 泄压 阀 ，有 效地 缓 解 了 由于分 支净 水厂 突然事 故 关阀所 带 来的过 大的
水锤 压 力 。
关键 词 ：水力过 渡 过程 ；超 压 泄压 阀 ；长距 离输 水 ；大伙房 水库 输 水 （ 二期 ） 程 工
中 图 分 类 号 ：Ｔ ６ （３ ） Ｖ ７ ２ １ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ： １０ —８ ０ ２ １ ）２ ０ ３ — ３ ０ ０ ０ ６ （０ ０ １—０ ５ ０
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｒｕｉ ｔ ｎｉｎ ；ｏ ｅ— ｒｓ ｒ ｒｌ ｆ ｖ ｌ ；ｌｎ — ｉ ａ ｃ ａ ｒ ｃ ｎ ｅ ａ ｃ ；Ｗａｅ ｏ ｖ ｙ ｎ ｅ Ｐ ｏ ｃ ｏ ｙｗｏ ｄ ：ｈ ｄａ ｌ ｒ ｓ ｔ ｖ ｒ ｅｓ ｅ ｅ ｅ ａ ｅ ｏ ｇｄｓ ｎ ｅ ｗ ｔ ｏ ｖ ｙ ｎ ｅ ｃ ａ ｅ ｐ ｕ ｉ ｖ ｔ ｅ ｔ Ｃ ｎｅａｃ ｒ ｅｔ ｆ ｒ ｊ
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１ 概
述
方案可靠度大 ，但工程投 资大 ，因此在 盘锦支线 出 口处 设 置 ２个直径 ０５ｍ 的超 压泄压 阀 ，为一用一 备 ，压力 ．
阈值设定为 ７ ５ｍ，即一旦 支线 出 口处 出现 超 过 ７ 的 ５ｍ
摘 要 ：大伙 房 水 库输 水 （ 期 ） 二 工程输 水 系统从 鞍 山加压 站 至 营盘 配水 站干 线段 总 长为 ４ ． ｍ，而 １３ ｋ
营 口、盘锦 ２条 分 支支线 长度 分 别为 ３ ． ６ｋ 和 ５ ． ６ｋ ９ ８ ｍ ２ ９ ｍ。为 了防 止各 自的输 水 支线 上 产 生较 大的
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水利水 电技 术
第４ １卷
２ｌ ０ ０年第 １ ２期
长 距 离输 水 设 置超 压 泄 压 阀 水 力
过 渡 过 程 分 析
诸 葛妃 ，张 健
（ ．辽 宁 省大伙 房 水 库输 水 工程建 设 局 ，辽 宁 沈 阳 １ ０ ７ １ １ １９；２ ．河海 大 学 ，江 苏 南京 ２ ０ ９ ） １０８