曲寶璽

（遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

超壓泄壓閥方案在大伙房水庫(kù)輸水工程中的應(yīng)用

曲寶璽

（遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

大伙房水庫(kù)輸水工程輸水系統(tǒng)，鞍山加壓站下游至營(yíng)盤加壓站沿線沒(méi)有設(shè)置平壓措施，鞍山加壓站與營(yíng)盤配水站屬于統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)。假若 2 個(gè)調(diào)度系統(tǒng)事先沒(méi)有協(xié)調(diào)，營(yíng)盤凈水廠在關(guān)閉該廠閥門時(shí)，將會(huì)在各自的輸水支線上產(chǎn)生較大的水錘壓力，從而導(dǎo)致各自支線的破壞。為防止杜絕此類事故發(fā)生，通過(guò)在營(yíng)口、盤錦支線出口處設(shè)置超壓泄壓閥，有效的緩解了由于營(yíng)口、盤錦凈水廠突然事故關(guān)閥所帶來(lái)的過(guò)大的水錘壓力，超壓泄壓閥開(kāi)啟速度越快，緩解水錘壓力的效果越明顯。

大伙房水庫(kù)；輸水；超壓泄壓閥；水錘壓力

1 概述

大伙房水庫(kù)輸水（二期）工程輸水系統(tǒng)鞍山加壓站下游至營(yíng)盤加壓站干線段總長(zhǎng) 41.3km，營(yíng)口分支支線長(zhǎng)度為 39.86km、盤錦分支支線長(zhǎng)度為52.96km，沿線沒(méi)有設(shè)置平壓措施，而且鞍山加壓站與營(yíng)盤配水站屬于統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)，而營(yíng)盤凈水廠又有自身獨(dú)立的水量調(diào)度系統(tǒng)，一旦兩個(gè)調(diào)度系統(tǒng)沒(méi)有事先協(xié)調(diào)，營(yíng)盤凈水廠在關(guān)閉本廠閥門時(shí)，將會(huì)在各自的輸水支線上產(chǎn)生較大的水錘壓力，從而導(dǎo)致各自支線的破壞。為了防止杜絕此類事故發(fā)生，可在各相關(guān)支線出口處設(shè)置溢流塔或超壓泄壓閥，設(shè)置溢流塔方案可靠度大，但工程投資量大。文章主要論證超壓泄壓閥方案，其中在盤錦支線出口處設(shè)置 2 個(gè)直徑 0.5m 的超壓泄壓閥，為一用一備，壓力閾值設(shè)定為 75m，即一旦支線出口處出現(xiàn)超過(guò) 75m 的壓力，超壓泄壓閥自動(dòng)開(kāi)啟泄壓。在營(yíng)口支線出口處設(shè)置 2 個(gè)直徑 0.7m的超壓泄壓閥，同樣為一用一備，壓力閾值也設(shè)定為 75m。選用 75m 作為壓力閾值標(biāo)準(zhǔn)，主要考慮到營(yíng)口、盤錦支線管材均為玻璃鋼管，設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力 80m，選用 75m 略偏安全。

2 計(jì)算工況說(shuō)明

為安全考慮，特選取在各凈水廠流量最大時(shí)關(guān)閥停水。其中營(yíng)口凈水廠為 7月 1日流量，而盤錦凈水廠為 2月4日流量。由于該工況具有包絡(luò)性特點(diǎn)，即如果該工況下，超壓泄壓閥的操作能夠滿足要求，則可認(rèn)為其他工況均可滿足供水要求。另外由于管線出口處超壓泄壓閥實(shí)際設(shè)置為2個(gè)，將來(lái)發(fā)生超壓現(xiàn)象時(shí)，假設(shè)超壓泄壓閥為一動(dòng)一拒，實(shí)際上應(yīng)該 2個(gè)一起動(dòng)作。

3 盤錦支線超壓泄壓閥動(dòng)作

盤錦凈水廠支線長(zhǎng)度為 52960m，引用流量在 2 月 4 日達(dá)到 2.1m3/s，如果該日盤錦凈水廠關(guān)閥、支線停水，則在該支線上產(chǎn)生的關(guān)閥水錘較正常日供水大，導(dǎo)致該支線出口處超壓泄壓閥動(dòng)作。相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

3.1 盤錦凈水廠 300s關(guān)閥

由表 1 中 300s關(guān)閥計(jì)算結(jié)果可以看出：當(dāng)盤錦凈水廠 300s關(guān)閥停水時(shí)，由于盤錦支線壓力上升超過(guò) 75m，導(dǎo)致該支線出口處超壓泄壓閥打開(kāi)，超壓泄壓閥開(kāi)啟時(shí)間不同，引起管道升壓大小也不同，開(kāi)啟時(shí)間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開(kāi)啟時(shí)，盤錦支線最大壓力升高為 76.1m，略大于管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實(shí)際設(shè)置的超壓泄壓閥為兩個(gè)，如果屆時(shí)均動(dòng)作，壓力升高會(huì)更低。

表1 鞍山加壓站、營(yíng)盤配水站及凈水廠處最大動(dòng)水壓力

3.2 盤錦凈水廠 240s關(guān)閥

由表 1 中 240s關(guān)閥計(jì)算結(jié)果可以看出：當(dāng)盤錦凈水廠 240s關(guān)閥停水時(shí)，由于盤錦支線壓力上升超過(guò) 75.0m，導(dǎo)致該支線出口處超壓泄壓閥打開(kāi)，超壓泄壓閥開(kāi)啟時(shí)間不同，引起管道升壓大小也不同，開(kāi)啟時(shí)間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開(kāi)啟時(shí)，盤錦支線最大壓力升高為 75.7m，略大于管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實(shí)際設(shè)置的超壓泄壓閥為2個(gè)，如果屆時(shí)均動(dòng)作，壓力升高會(huì)更低。

3.3 盤錦凈水廠 150s 關(guān)閥

由表 1 中 150s關(guān)閥計(jì)算結(jié)果可以看出：當(dāng)盤錦凈水廠 150s關(guān)閥停水時(shí)，由于盤錦支線壓力上升超過(guò) 75.0m，導(dǎo)致該支線出口處超壓泄壓閥打開(kāi)，超壓泄壓閥開(kāi)啟時(shí)間不同，引起管道升壓大小也不同，開(kāi)啟時(shí)間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開(kāi)啟時(shí)，盤錦支線最大壓力升高為 75.3m，略大于管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實(shí)際設(shè)置的超壓泄壓閥為2個(gè)，如果屆時(shí)均動(dòng)作，壓力升高會(huì)更低。

4 營(yíng)口支線超壓泄壓閥動(dòng)作

營(yíng)口凈水廠支線長(zhǎng)度為 39860m，引用流量在 7 月 1 日達(dá)到 4.74m3/s，如果該日營(yíng)口凈水廠關(guān)閥、支線停水，則在該支線上產(chǎn)生的關(guān)閥水錘較正常日供水大，導(dǎo)致該支線出口處超壓泄壓閥動(dòng)作。相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 鞍山加壓站、營(yíng)盤配水站及凈水廠處最大動(dòng)水壓力

4.1 營(yíng)口凈水廠 300s關(guān)閥

由表 2 中 300s關(guān)閥計(jì)算結(jié)果可以看出：當(dāng)營(yíng)口凈水廠 300s關(guān)閥停水時(shí)，由于營(yíng)口支線壓力上升超過(guò) 75.0m，導(dǎo)致該支線出口處超壓泄壓閥打開(kāi)，超壓泄壓閥開(kāi)啟時(shí)間不同，引起管道升壓大小也不同，開(kāi)啟時(shí)間越快，升壓越小。超壓泄壓閥以10s開(kāi)啟時(shí)，營(yíng)口支線最大壓力升高為 76.1m，略大于管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實(shí)際設(shè)置的超壓泄壓閥為2個(gè)，如果屆時(shí)均動(dòng)作，壓力升高會(huì)更低。

4.2 營(yíng)口凈水廠 240s關(guān)閥

由表 2 中 240s關(guān)閥計(jì)算結(jié)果可以看出：當(dāng)營(yíng)口凈水廠 240s關(guān)閥停水時(shí)，由于營(yíng)口支線壓力上升超過(guò) 75.0m，導(dǎo)致該支線出口處超壓泄壓閥打開(kāi)，超壓泄壓閥開(kāi)啟時(shí)間不同，引起管道升壓大小也不同，開(kāi)啟時(shí)間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開(kāi)啟時(shí)，營(yíng)口支線最大壓力升高為 75.9m，略大于管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實(shí)際設(shè)置的超壓泄壓閥為2個(gè)，如果屆時(shí)均動(dòng)作，壓力升高會(huì)更低。

4.3 營(yíng)口凈水廠 150s關(guān)閥

由表 2 中 150s關(guān)閥計(jì)算結(jié)果可以看出：當(dāng)營(yíng)口凈水廠 150s關(guān)閥停水時(shí)，由于營(yíng)口支線壓力上升超過(guò) 75.0m，導(dǎo)致該支線出口處超壓泄壓閥打開(kāi)，超壓泄壓閥開(kāi)啟時(shí)間不同，引起管道升壓大小也不同，開(kāi)啟時(shí)間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開(kāi)啟時(shí)，營(yíng)口支線最大壓力升高為 75.3m，略大于管道的設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實(shí)際設(shè)置的超壓泄壓閥為2個(gè)，如果屆時(shí)均動(dòng)作，壓力升高會(huì)更低。

5 結(jié)語(yǔ)

從上述計(jì)算結(jié)果可以看出，通過(guò)在營(yíng)口、盤錦支線出口處設(shè)置超壓泄壓閥，有效的緩解了由于營(yíng)口、盤錦凈水廠突然事故關(guān)閥所帶來(lái)的過(guò)大的水錘壓力，超壓泄壓閥開(kāi)啟速度越快，緩解水錘壓力的效果越明顯，考慮到超壓泄壓閥直徑越大，所需要開(kāi)啟時(shí)間越長(zhǎng)，在營(yíng)口、盤錦支線出口處設(shè)置的超壓泄壓閥直徑分別為 0.5，0.7m，對(duì)于該尺寸的超壓泄壓閥，目前國(guó)內(nèi)外的閥門工藝制造水平，是可以做到小于 10s開(kāi)啟的；如超壓泄壓閥在超過(guò)壓力閾值 75m 后，以 3，5，10s的時(shí)間達(dá)到全開(kāi)，營(yíng)口、盤錦支線的最大壓力上升均能滿足要求，另外由于在營(yíng)口、盤錦支線出口處均采用雙閥設(shè)置，本身也具備了較大的安全裕量。

綜上所述，對(duì)于大伙房水庫(kù)輸水二期工程，如采用超壓泄壓閥方案，建議在營(yíng)口、盤錦支線出口處至少各設(shè)置 2 個(gè)超壓泄壓閥，直徑分別為 0.5，0.7 m，超壓泄壓閥壓力閾值可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況確定，建議不大于 75m；開(kāi)啟時(shí)間不大于 10s，如果實(shí)際開(kāi)啟時(shí)間小于該值，理論上將更安全。

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2013-12-13