本實用新型涉及水輸送的
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及長距離輸水管路系統(tǒng)中用于水錘防護(hù)裝置中的一種防護(hù)泵供水系統(tǒng)水錘用的新型空氣罐結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：實際在泵輸水系統(tǒng)運行中，由于停電或者誤操作等原因，經(jīng)常發(fā)生停泵水錘，致使水泵出水管道、閥門以及水泵機(jī)組遭受破壞，供水中斷，造成嚴(yán)重的損失。發(fā)生停泵水錘事故時，如果能及時防止泵出口壓力降低，那么管道中壓力也不會升得太高。目前，防止水錘發(fā)生時壓力降低的方法有兩種：一種是向管道內(nèi)注水，另一種是向管道內(nèi)注氣。向管道內(nèi)注水的水錘防護(hù)裝置主要包括單、雙向調(diào)壓塔、空氣罐，向管道內(nèi)注氣的水錘防護(hù)措施主要有空氣罐。然而空氣閥只有當(dāng)管道內(nèi)的壓力小于大氣壓時才能進(jìn)氣，不能及時有效的防止管道內(nèi)壓力降低?？諝夤奘禽斔苈废到y(tǒng)一種用于防止產(chǎn)生正負(fù)壓的特殊水錘防護(hù)裝置，它裝設(shè)在水泵出口附近，空氣罐在發(fā)生水錘事故時，水泵出口處管道由于流量下降導(dǎo)致壓力下降，空氣罐內(nèi)初始的氣體壓力大于管道中液體壓力，空氣罐中的水被壓入到管道中，以補(bǔ)充管道內(nèi)液體的流量下降，從而緩解水泵出口處的壓力下降；當(dāng)正壓波到達(dá)水泵出口處時，管道內(nèi)的壓力大于空氣罐內(nèi)的氣體壓力，管道內(nèi)的液體由于壓差的作用被壓入到罐體內(nèi)，從而緩解水泵出口的壓力升高?？諝夤迌?nèi)壓縮氣體的存在可以釋放壓力能或者吸收管道中的壓力波。因此空氣罐在設(shè)計階段需要考慮的因素較多，包括空氣罐的體積、罐內(nèi)初始?xì)怏w壓力、罐內(nèi)初始液體體積、罐體與輸水管道的連接管阻抗等，目前工程師們一般依靠工程設(shè)計經(jīng)驗和圖表進(jìn)行空氣罐的參數(shù)選擇，一般要經(jīng)過比較繁瑣的試算過程，屬于十分耗時而且笨拙的方法。目前，常用的空氣罐有兩種類型，非分離型空氣罐和分離型空氣罐，對于非分離型空氣罐而言，空氣與水的接觸面處存在空氣溶于水的現(xiàn)象，但是無論是分離型空氣罐還是非分離型空氣罐，都存在一個問題就是氣體流失，因此需要空氣壓縮機(jī)對其進(jìn)行補(bǔ)氣。除此之外，對于長距離輸水工程或者對水錘防護(hù)要求高、調(diào)節(jié)能力大的工程，需要的空氣罐的容積過大，這就使得傳統(tǒng)的空氣罐很難大規(guī)模推廣到實際工程應(yīng)用中。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了結(jié)構(gòu)簡單，使空氣和水分別在兩個罐子內(nèi)的一種防護(hù)泵供水系統(tǒng)水錘用的新型空氣罐結(jié)構(gòu)。本實用新型提供的技術(shù)方案：一種防護(hù)泵供水系統(tǒng)水錘用的新型空氣罐結(jié)構(gòu)，包括空氣罐、減壓閥、高壓儲氣罐、止回閥，所述空氣罐與高壓儲氣罐通過輸氣管路連接，所述輸氣管路中順序設(shè)置止回閥、常開電磁閥、減壓閥、檢修閥，所述空氣罐還順序連接常閉電磁閥與空氣閥。本實用新型具有如下特點：防護(hù)水錘效果好；安裝位置不受地形條件限制，一般安裝在水泵出口附近；結(jié)構(gòu)簡單，運行安全可靠；使用方便、容易維護(hù)。附圖說明為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施模型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實施例工程示意圖。圖3最大最小壓力水頭包絡(luò)線。圖4水泵無量綱特征量變化曲線。圖5水泵出口壓力變化曲線。圖6本實用新型所述的新型空氣罐結(jié)構(gòu)內(nèi)水位變化曲線。圖7本實用新型所述的新型空氣罐結(jié)構(gòu)內(nèi)空氣質(zhì)量變化曲線。其中:1-水泵；2-兩階段緩閉蝶閥；3-空氣罐；4-高壓儲氣罐；5-止回閥；6-常開電磁閥；7-減壓閥；8-檢修閥；9-常閉電磁閥；10-空氣閥。具體實施方式下面將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。一種防護(hù)泵供水系統(tǒng)水錘用的新型空氣罐結(jié)構(gòu)，包括空氣罐、減壓閥、高壓儲氣罐、止回閥，所述空氣罐與高壓儲氣罐通過輸氣管路連接，所述輸氣管路中順序設(shè)置止回閥、常開電磁閥、減壓閥、檢修閥，所述空氣罐還順序連接常閉電磁閥與空氣閥。止回閥的作用是防止管道中壓力增大時，空氣罐中的水進(jìn)入高壓儲氣罐，水泵正常工作時，常閉電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，只有當(dāng)水泵發(fā)生事故斷電時常閉電磁閥才打開。此時，高壓儲氣罐中的空氣膨脹使空氣罐中的水可以進(jìn)入管道，從而起到水錘防護(hù)的作用。所述壓力罐的模型邊界條件算法演算過程為：基本參數(shù)：Hp(j)為水泵揚程，m；Qp(j)水泵流量，m3/s；Q(N,j)為流出節(jié)點N的管道流量，m3/s；H(N,j)為節(jié)點N水頭，m；Qs(j)為通過空氣罐的節(jié)流孔口的流量，m3/s；A為閥門斷面積，㎡；ε為閥門的阻力系數(shù)；w為節(jié)流孔口斷面積，㎡；Hs為空氣罐內(nèi)水位，m；hh(j)為空氣罐內(nèi)水頭，m；Vs(j)為空氣罐氣體體積，m3；Ps(j)為空氣罐氣體壓強(qiáng)，pa；As為空氣罐斷面積，㎡；H為大氣壓，m3；k為空氣罐節(jié)流孔口阻力系數(shù)；Hair為減壓閥初始壓力水頭，m。本實用新型的工作原理：水泵正常運行時空氣罐內(nèi)的壓力與輸水管道P點處的壓力相等，此時空氣罐內(nèi)充滿水。當(dāng)突然停泵時，將會引起水泵的轉(zhuǎn)速下降并且其流量也會減小，這時空氣罐內(nèi)壓力高于輸水管道點P的壓力，并且當(dāng)空氣罐內(nèi)的壓力低于減壓閥設(shè)定壓力Hair值時，減壓閥便會打開從高壓儲氣罐向空氣罐內(nèi)補(bǔ)氣，使空氣罐內(nèi)的水流出補(bǔ)給管道，從而減緩管道中水流流速下降的速率，以避免管道內(nèi)壓力下降至大氣壓以下或者蒸汽壓力。同樣地，當(dāng)管道內(nèi)水流發(fā)生倒流，兩階段關(guān)閉蝶閥將迅速關(guān)閉，使管道內(nèi)的壓力升高。當(dāng)點P的壓力值大于空氣罐內(nèi)壓力值時，管道內(nèi)的水進(jìn)入空氣罐內(nèi)從而減緩管道內(nèi)水流流速的變化率，因此抑制了管道內(nèi)壓力的升高。壓力罐的數(shù)學(xué)模型為：基本參數(shù)：Hp(j)為水泵揚程，m；Qp(j)為水泵流量，m3/s；Q(N,j)為流出節(jié)點N的管道流量，m3/s；H(N,j)為節(jié)點N水頭，m；Qs(j)為通過空氣罐的節(jié)流孔口的流量，m3/s；A為閥門斷面積，㎡；ε為閥門的阻力系數(shù)；w為節(jié)流孔口斷面積，㎡；Hs為空氣罐內(nèi)水位，m；hh(j)為空氣罐內(nèi)水頭，m；Vs(j)為空氣罐氣體體積，m3；Ps(j)為空氣罐氣體壓強(qiáng)，pa；As為空氣罐斷面積，㎡；H為大氣壓水頭，m；k為空氣罐節(jié)流孔口阻力系數(shù)；Hair為減壓閥初始壓力水頭，m。第一種情況：當(dāng)空氣罐內(nèi)壓力hh(j)≤Hair時(1)空氣罐內(nèi)壓力與減壓閥設(shè)定壓力之間的關(guān)系為：hh(j)＝Hair(2)流量平衡方程：Qp(j)+Qs(j)＝Q(N,j)(3)空氣罐水位Hs、氣體體積V和流量Qs的關(guān)系：V(j)＝V(j-1)+0.5dt[Qs(j)+Qs(j-1)](4)假設(shè)不考慮罐內(nèi)水體和罐壁的彈性，那么節(jié)點P的測壓管水頭H(N,j)、罐內(nèi)水頭hh(j)以及空氣罐水位Hs(j)的關(guān)系為：(5)特征線方程：H(N,j)＝CM+BQ(N,j)第二種情況：當(dāng)空氣罐內(nèi)壓力hh(j)＞Hair時(1)空氣罐內(nèi)壓力：Ps(j)*Vs(j)＝Ps(j-1)*Vs(j-1)(2)流量平衡方程：Qp(j)+Qs(j)＝Q(N,j)(3)空氣罐水位Hs、氣體體積V和流量Qs的關(guān)系：V(j)＝V(j-1)+0.5dt[Qs(j)+Qs(j-1)](4)假設(shè)不考慮罐內(nèi)水體和罐壁的彈性，那么節(jié)點P的測壓管水頭H(N,j)、罐內(nèi)水頭hh(j)以及空氣罐水位Hs(j)的關(guān)系為：(5)特征線方程：H(N,j)＝CM+BQ(N,j)第三種情況：當(dāng)泵出口閥門全部關(guān)閉時(1)空氣罐內(nèi)壓力：Ps(j)*Vs(j)＝Ps(j-1)*Vs(j-1)(2)流量平衡方程：Qs(j)＝Q(N,j)(3)空氣罐水位Hs、氣體體積V和流量Qs的關(guān)系：V(j)＝V(j-1)+0.5dt[Qs(j)+Qs(j-1)](4)假設(shè)不考慮罐內(nèi)水體和罐壁的彈性，那么節(jié)點P的測壓管水頭H(N,j)、罐內(nèi)水頭hh(j)以及空氣罐水位Hs(j)的關(guān)系為：(5)特征線方程：H(N,j)＝CM+BQ(N,j)采用牛頓——雷伏生方法分別對上述三種不同工況下的邊界條件進(jìn)行迭代求解。以實際現(xiàn)場的實施例說明本實用新型專利技術(shù)方案各項參數(shù)的選擇：榆林市某工業(yè)園區(qū)供水工程由水源工程、加壓泵站工程、高位水池工程、輸水干支管道工程以及管理道路工程五部分組成。供水工程由水源工程從水源地取水，經(jīng)四級泵站分級加壓后，通過35km長的輸水干管(雙管)輸水至工業(yè)園區(qū)凈水廠，該工程的任務(wù)是向工業(yè)園區(qū)供水，滿足園區(qū)生產(chǎn)、生活用水，并兼顧供水沿線各村莊居民生活用水需要，供水保證率不低于95％。該供水工程的設(shè)計輸水流量1.11m3/s，總輸水距離約35km。每級加壓泵站均設(shè)置4臺離心泵并聯(lián)運行，且3臺工作1臺備用。根據(jù)圖2所示，一級加壓泵站的單泵流量為0.37m3/s，揚程為149.5m，一級加壓泵站到二級加壓泵站的管線長度為1340.73m。二級加壓泵站的單泵流量為0.37m3/s，揚程為128.9m，二級加壓泵站到三級加壓泵站的管線長度為1883.10m。三級加壓泵站的單泵流量為0.37m3/s，揚程為137.4m，三級加壓泵站到四級加壓泵站的管線長度為10507.89m，四級加壓泵站的單泵流量為0.37m3/s，揚程為139.7m，四級加壓泵站到高位水池的管線長度為15478.18m，一級加壓泵站到高位水池之間的管道均采用DN800的無縫鋼管。一級泵站的特性參數(shù)如表1所示。表1一級泵站特性參數(shù)表為量保證泵站系統(tǒng)的安全運行，并且達(dá)到預(yù)期的水錘防護(hù)目的，在選擇停泵水錘防護(hù)措施時要注意以下幾個方面的因素：所選用的水錘防護(hù)措施，應(yīng)與所處的泵站和管路系統(tǒng)的規(guī)模、作用對安全性的要求以及技術(shù)上必須安全可靠、經(jīng)濟(jì)上較為合理、管理維修上比較方便的防護(hù)措施；在技術(shù)上主要從以下幾個方面得到體現(xiàn)：a.管線上的最大水錘壓力應(yīng)小于1.3～1.5倍的水泵出口額定壓力；b.水泵機(jī)組的倒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過1.2倍的額定轉(zhuǎn)速，且倒轉(zhuǎn)不得超過2分鐘；c.全管線不應(yīng)出現(xiàn)極具危害的水柱分離現(xiàn)象；防護(hù)措施的選擇，必須和停泵水錘分析及計算相互配合、同時進(jìn)行。根據(jù)上述注意事項，綜合實際工程，選擇本實用新型所述的一種防護(hù)泵供水系統(tǒng)水錘用的新型空氣罐結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖1所示，新型空氣罐結(jié)構(gòu)安裝在兩階段緩閉蝶閥后，水泵正常運行時，空氣罐充滿水，并且空氣罐內(nèi)的壓力與管道內(nèi)的壓力相等。當(dāng)突然停電或停泵時，水泵的轉(zhuǎn)速下降并且流量減小，這時空氣罐內(nèi)壓力高于輸水管道的壓力，與此同時當(dāng)空氣罐內(nèi)的壓力低于減壓閥設(shè)定壓力時，常閉電磁閥打開，高壓儲氣罐向空氣罐內(nèi)補(bǔ)入壓縮空氣，從而使空氣罐內(nèi)的水流入管道，以減緩管道中水流流速下降的速率，避免管道內(nèi)壓力下降至大氣壓以下或者蒸汽壓力。同樣地，當(dāng)管道內(nèi)水流發(fā)生倒流，兩階段緩閉蝶閥將迅速關(guān)閉，使管道內(nèi)的壓力升高。當(dāng)管道內(nèi)壓力值大于空氣罐內(nèi)壓力值時，管道內(nèi)的水進(jìn)入空氣罐內(nèi)從而減緩管道內(nèi)水流流速的變化率，因此抑制了管道內(nèi)壓力的升高。實施例中，在水泵出口安裝DN400的蓄能罐式液控緩閉蝶閥，并且水泵出口后的主管道上安裝本實用新型所述的壓力罐，減壓閥最大設(shè)定壓力不能超過水泵出口的靜水壓，在該工程中不能超過1.454MPa。由給排水設(shè)計手冊可知：(1)空氣罐出口管道的直徑一般為干管管徑的1/4～1/2；(2)從空氣罐出水水頭損失要小，而進(jìn)水水頭損失要大，其比值一般為1:2.5；(3)為了防止在管道出現(xiàn)最低壓力時，空氣罐內(nèi)的空氣進(jìn)入管道，因此空氣罐的體積可取所需最小體積的1.1～1.3倍。本實用新型所述的壓力罐優(yōu)化計算中的變量有：液控緩閉蝶閥的快關(guān)時間t1、快關(guān)角度θ1、慢關(guān)時間t2、空氣罐出口的阻力系數(shù)ξ1、空氣罐出口的管道直徑D1、空氣罐的直徑Ds、空氣罐的高度Hs及其減壓閥壓力Hair等八個變量，下面將對上述八個變量分別進(jìn)行分析，最終確定最優(yōu)的本實用新型所述的壓力罐體積。1)當(dāng)θ1＝65°，t2＝60s，ξ1＝1.6，D1＝0.35m，Ds＝1.5m，Hs＝5m，Hair＝1.378MPa時，利用MATLAB計算液控緩閉蝶閥的快關(guān)時間t1取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表2所示。表2：t1取不同值時的水錘計算結(jié)果由表2可知:當(dāng)其他變量一定時，隨著快關(guān)時間的延長，水泵出口的最大壓力的升高并不明顯，管道的最小壓力并不發(fā)生變化，而空氣罐內(nèi)的最小水位呈下降趨勢。在滿足泵站設(shè)計規(guī)范的前提下，選擇液控緩閉蝶閥的快關(guān)時間為t1＝1.5s。2)當(dāng)t1＝1.5s，t2＝60s，ξ1＝1.6，D1＝0.35m，Ds＝1.5m，Hs＝5m，Hair＝1.378MPa時，利用MATLAB計算液控緩閉蝶閥的快關(guān)角度θ1取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表3所示。表3θ1取不同值時的水錘計算結(jié)果θ1(°)6065707580n1.0321.0271.0251.0241.023Hmin(m)2.1372.1372.1372.1372.137Hsmin(m)0.9651.1731.3011.3701.401V(m3)8.838.838.838.838.83由表3可以看出：當(dāng)其他變量一定時，隨著快關(guān)角度的增大，水泵出口的最大壓力逐漸減小，管道的最小壓力并不發(fā)生變化，而空氣罐內(nèi)的最小水位逐漸增大。在滿足泵站設(shè)計規(guī)范的前提下，選擇液控緩閉蝶閥的快關(guān)角度為θ1＝80°。3)當(dāng)θ1＝80°，t1＝1.5s，ξ1＝1.6，D1＝0.35m，Ds＝1.5m，Hs＝5m，Hair＝1.378MPa時，利用MATLAB計算液控緩閉蝶閥的慢關(guān)時間t2取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表4所示。表4t2取不同值時的水錘計算結(jié)果由表4可知：當(dāng)其他變量一定時，隨著慢關(guān)時間的延長，水泵出口的最大壓力和管道的最小壓力均不發(fā)生變化，空氣罐內(nèi)的最小水位呈下降趨勢。在滿足泵站設(shè)計規(guī)范的前提下，選擇液控緩閉蝶閥的慢關(guān)時間為t2＝2.5s。4)當(dāng)θ1＝80°，t1＝1.5s，t2＝2.5s，D1＝0.35m，Ds＝1.5m，Hs＝5m，Hair＝1.378MPa時，利用MATLAB計算本實用新型所述的壓力罐出口的阻力系數(shù)ξ1取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表5所示。表5ξ1取不同值時的水錘計算結(jié)果由表5可知：當(dāng)其他變量一定時，隨著本實用新型所述的壓力罐出口的阻力系數(shù)的增大，水泵出口的最大壓力及管道的最小壓力均呈減小趨勢，但其變化不大，空氣罐內(nèi)的最小水位呈增大趨勢。綜合考慮上述因素，選擇本實用新型所述的壓力罐出口的阻力系數(shù)為ξ1＝2.1。5)當(dāng)θ1＝80°，t1＝1.5s，t2＝2.5s，ξ1＝2.1，Ds＝1.5m，Hs＝5m，Hair＝1.378MPa時，利用MATLAB計算本實用新型所述的壓力罐出口的管道直徑D1取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表6所示。表6D1取不同值時的水錘計算結(jié)果由表6可知：當(dāng)其他變量一定時，隨著本實用新型所述的壓力罐出口的管道直徑的增大，水泵出口的最大壓力呈增大趨勢，但不是特別明顯；管道的最小壓力明顯增大，而空氣罐內(nèi)的最小水位不斷減小。由給排水設(shè)計手冊可知：空氣罐出口管道的直徑一般為干管管徑的1/4～1/2，因此取本實用新型所述的壓力罐出口的管道直徑D1＝0.25m。6)當(dāng)θ1＝80°，t1＝1.5s，t2＝2.5s，ξ1＝2.1，D1＝0.25m，Hs＝5m，Hair＝1.378MPa時，利用MATLAB計算本實用新型所述的壓力罐的直徑Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表7所示。表7Hs＝5m時，Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果在其它參數(shù)不變的情況下，Hs＝4m時，利用MATLAB計算本實用新型所述的壓力罐的直徑Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表8所示。表8Hs＝4m時，Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果在其它參數(shù)不變的情況下，Hs＝3.5m時，利用MATLAB計算本實用新型所述的壓力罐的直徑Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表9所示。表9Hs＝3.5m時，Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果由表7～表9可以看出：當(dāng)其他參數(shù)不變，隨著本實用新型所述的壓力罐的高度減小，本實用新型所述的壓力罐的直徑取不同值時，管道的最小壓力均大于零。但在Hs≤4m時本實用新型所述的壓力罐的最低水位有的出現(xiàn)了負(fù)值，即本實用新型所述的壓力罐內(nèi)的空氣進(jìn)入了主管道內(nèi)。因此，在滿足水錘防護(hù)要求的前提下，可以減小減壓閥的設(shè)定壓力。在其它參數(shù)不變的情況下，Hs＝3.0m、Hair＝1.329MPa時，利用MATLAB計算本實用新型所述的壓力罐的直徑Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表10所示。表10Hs＝3.0m，Hair＝1.329MPa時，Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果在其它參數(shù)不變的情況下，Hs＝2.8m、Hair＝1.329MPa時，利用MATLAB計算本實用新型所述的壓力罐的直徑Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表11所示。表11Hs＝2.8m，Hair＝1.329MPa時，Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果在其它參數(shù)不變的情況下，Hs＝2.7m、Hair＝1.329MPa時，利用MATLAB計算空氣罐的直徑Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表12所示。表12Hs＝2.7m，Hair＝1.329MPa時，Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果在其它參數(shù)不變的情況下，Hs＝2.6m、Hair＝1.329MPa時，利用MATLAB計算空氣罐的直徑Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表13所示。表13Hs＝2.6m，Hair＝1.329MPa時，Ds取不同值時的水錘計算結(jié)果從表10～13可以看出：當(dāng)Hair＝1.329MPa，其他參數(shù)均不變時，隨著本實用新型所述的壓力罐的高度減小，管道的最小壓力逐漸減小。因為水在-9.95m時出現(xiàn)水柱分離。為了安全起見，本文取最小負(fù)壓不超過-5m，由此可見，本實用新型所述的壓力罐的高度小于2.6m時，負(fù)壓將不再滿足要求。7)在上述結(jié)論的基礎(chǔ)上，對減壓閥的壓力取不同值，基本參數(shù)θ1＝80°，t1＝1.5s，t2＝2.5s，ξ1＝2.1，D1＝0.25m均不發(fā)生改變。當(dāng)Hs＝2.6m，Ds＝1.1m時，利用MATLAB計算減壓閥壓力PP取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表14所示。表14Hs＝2.6m，Ds＝1.1m時，Hair取不同值時的水錘計算結(jié)果當(dāng)Hs＝2.7m，Ds＝1.10m時，利用MATLAB計算減壓閥壓力Hair取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表15所示。表15Hs＝2.7m，Ds＝1.10m時，Hair取不同值時的水錘計算結(jié)果當(dāng)Hs＝2.7m，Ds＝1.05m時，利用MATLAB計算減壓閥壓力Hair取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表16所示。表16Hs＝2.7m，Ds＝1.05m時，Hair取不同值時的水錘計算結(jié)果當(dāng)Hs＝2.8m，Ds＝1.05m時，利用MATLAB計算減壓閥壓力Hair取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表17所示。表17Hs＝2.8m，Ds＝1.05m時，Hair取不同值時的水錘計算結(jié)果當(dāng)Hs＝3.0m，Ds＝1.05m時，利用MATLAB計算減壓閥壓力Hair取不同值時的水錘計算結(jié)果如下表18所示。表18Hs＝3.0m，Ds＝1.05m時，Hair取不同值時的水錘計算結(jié)果從表14～17可以看出：當(dāng)本實用新型所述的壓力罐的高度及直徑一定時，隨著減壓閥壓力的增大，最大壓力幾乎不發(fā)生變化，管道的最小壓力逐漸增大，而本實用新型所述的壓力罐的最低水位不斷減小。當(dāng)滿足泵站水錘防護(hù)要求以及最小壓力不小于-5m時，減壓閥的壓力為Hair＝1.329MPa，本實用新型所述的壓力罐的體積為2.42m3。該防護(hù)措施的關(guān)閥程序為：快關(guān)80度歷時1.5s，余下10度慢關(guān)歷時2.5s關(guān)完，關(guān)閥總歷時4s。減壓閥壓力為Hair＝1.329MPa，本實用新型所述的壓力罐的體積為2.42m3。按照此方案的水錘計算結(jié)果如圖3～圖7所示：從圖3～圖7可以看出：本實用新型水錘防護(hù)效果完全符合泵站設(shè)計規(guī)范的要求即：(分別描述圖3—7的含義)從圖3中最大最小壓力包絡(luò)線變化可以看出，最高壓力沒有超過水泵出口可定壓力的1.3～1.5倍，輸水系統(tǒng)不會出現(xiàn)水柱斷裂。從圖4相對轉(zhuǎn)速變化線可以看出，泵的最高反轉(zhuǎn)速沒有超過額定轉(zhuǎn)速的1.2倍。從圖5水泵出口壓力水頭線可以看出，水泵出口最大壓力為正常壓力的1.06倍，遠(yuǎn)小于1.3～1.5倍.從圖6空氣罐水位變化可以看出，壓力罐的最低水位接近于0，因此壓力罐體積取最小體積的1.25倍。從圖7壓力罐中空氣質(zhì)量變化曲線可以看出，壓力罐內(nèi)進(jìn)氣量為41.06Kg。(1)最高壓力不應(yīng)超過水泵出口額定壓力的1.3～1.5倍；(2)輸水系統(tǒng)任何部位不應(yīng)出現(xiàn)水柱斷裂；(3)離心泵最高反轉(zhuǎn)速度不應(yīng)超過額定轉(zhuǎn)速的1.2倍；超過額定轉(zhuǎn)速的持續(xù)時間不應(yīng)超過2min。(4)水泵出口最大壓力為正常壓力的1.06倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1.3～1.5倍的正常壓力；(5)水泵機(jī)組未發(fā)生倒轉(zhuǎn)；(6)沿著全管線局部出現(xiàn)負(fù)壓，最大負(fù)壓為-4.88m，且其不超過-7.5m，因此不會產(chǎn)生斷流彌合水錘；(7)本實用新型所述的新型空氣罐結(jié)構(gòu)的最低水位接近于0，為了防止本實用新型所述的新型空氣罐結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣進(jìn)入主管道內(nèi)，本實用新型所述的新型空氣罐結(jié)構(gòu)的體積取最小體積的1.25倍，即空氣罐的體積為3.03m3；(8)本實用新型所述的新型空氣罐結(jié)構(gòu)內(nèi)的進(jìn)氣量為41.06kg。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3