曲寶璽

（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設局，遼寧 沈陽 110003）

超壓泄壓閥方案在大伙房水庫輸水工程中的應用

曲寶璽

（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設局，遼寧 沈陽 110003）

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

大伙房水庫；輸水；超壓泄壓閥；水錘壓力

1 概述

大伙房水庫輸水（二期）工程輸水系統(tǒng)鞍山加壓站下游至營盤加壓站干線段總長 41.3km，營口分支支線長度為 39.86km、盤錦分支支線長度為52.96km，沿線沒有設置平壓措施，而且鞍山加壓站與營盤配水站屬于統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)，而營盤凈水廠又有自身獨立的水量調(diào)度系統(tǒng)，一旦兩個調(diào)度系統(tǒng)沒有事先協(xié)調(diào)，營盤凈水廠在關閉本廠閥門時，將會在各自的輸水支線上產(chǎn)生較大的水錘壓力，從而導致各自支線的破壞。為了防止杜絕此類事故發(fā)生，可在各相關支線出口處設置溢流塔或超壓泄壓閥，設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置 2 個直徑 0.5m 的超壓泄壓閥，為一用一備，壓力閾值設定為 75m，即一旦支線出口處出現(xiàn)超過 75m 的壓力，超壓泄壓閥自動開啟泄壓。在營口支線出口處設置 2 個直徑 0.7m的超壓泄壓閥，同樣為一用一備，壓力閾值也設定為 75m。選用 75m 作為壓力閾值標準，主要考慮到營口、盤錦支線管材均為玻璃鋼管，設計內(nèi)水壓力 80m，選用 75m 略偏安全。

2 計算工況說明

為安全考慮，特選取在各凈水廠流量最大時關閥停水。其中營口凈水廠為 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性特點，即如果該工況下，超壓泄壓閥的操作能夠滿足要求，則可認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際設置為2個，將來發(fā)生超壓現(xiàn)象時，假設超壓泄壓閥為一動一拒，實際上應該 2個一起動作。

3 盤錦支線超壓泄壓閥動作

盤錦凈水廠支線長度為 52960m，引用流量在 2 月 4 日達到 2.1m3/s，如果該日盤錦凈水廠關閥、支線停水，則在該支線上產(chǎn)生的關閥水錘較正常日供水大，導致該支線出口處超壓泄壓閥動作。相關數(shù)據(jù)見表1。

3.1 盤錦凈水廠 300s關閥

由表 1 中 300s關閥計算結果可以看出：當盤錦凈水廠 300s關閥停水時，由于盤錦支線壓力上升超過 75m，導致該支線出口處超壓泄壓閥打開，超壓泄壓閥開啟時間不同，引起管道升壓大小也不同，開啟時間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開啟時，盤錦支線最大壓力升高為 76.1m，略大于管道的設計內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實際設置的超壓泄壓閥為兩個，如果屆時均動作，壓力升高會更低。

表1 鞍山加壓站、營盤配水站及凈水廠處最大動水壓力

3.2 盤錦凈水廠 240s關閥

由表 1 中 240s關閥計算結果可以看出：當盤錦凈水廠 240s關閥停水時，由于盤錦支線壓力上升超過 75.0m，導致該支線出口處超壓泄壓閥打開，超壓泄壓閥開啟時間不同，引起管道升壓大小也不同，開啟時間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開啟時，盤錦支線最大壓力升高為 75.7m，略大于管道的設計內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實際設置的超壓泄壓閥為2個，如果屆時均動作，壓力升高會更低。

3.3 盤錦凈水廠 150s 關閥

由表 1 中 150s關閥計算結果可以看出：當盤錦凈水廠 150s關閥停水時，由于盤錦支線壓力上升超過 75.0m，導致該支線出口處超壓泄壓閥打開，超壓泄壓閥開啟時間不同，引起管道升壓大小也不同，開啟時間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開啟時，盤錦支線最大壓力升高為 75.3m，略大于管道的設計內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實際設置的超壓泄壓閥為2個，如果屆時均動作，壓力升高會更低。

4 營口支線超壓泄壓閥動作

營口凈水廠支線長度為 39860m，引用流量在 7 月 1 日達到 4.74m3/s，如果該日營口凈水廠關閥、支線停水，則在該支線上產(chǎn)生的關閥水錘較正常日供水大，導致該支線出口處超壓泄壓閥動作。相關數(shù)據(jù)見表2。

表2 鞍山加壓站、營盤配水站及凈水廠處最大動水壓力

4.1 營口凈水廠 300s關閥

由表 2 中 300s關閥計算結果可以看出：當營口凈水廠 300s關閥停水時，由于營口支線壓力上升超過 75.0m，導致該支線出口處超壓泄壓閥打開，超壓泄壓閥開啟時間不同，引起管道升壓大小也不同，開啟時間越快，升壓越小。超壓泄壓閥以10s開啟時，營口支線最大壓力升高為 76.1m，略大于管道的設計內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實際設置的超壓泄壓閥為2個，如果屆時均動作，壓力升高會更低。

4.2 營口凈水廠 240s關閥

由表 2 中 240s關閥計算結果可以看出：當營口凈水廠 240s關閥停水時，由于營口支線壓力上升超過 75.0m，導致該支線出口處超壓泄壓閥打開，超壓泄壓閥開啟時間不同，引起管道升壓大小也不同，開啟時間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開啟時，營口支線最大壓力升高為 75.9m，略大于管道的設計內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實際設置的超壓泄壓閥為2個，如果屆時均動作，壓力升高會更低。

4.3 營口凈水廠 150s關閥

由表 2 中 150s關閥計算結果可以看出：當營口凈水廠 150s關閥停水時，由于營口支線壓力上升超過 75.0m，導致該支線出口處超壓泄壓閥打開，超壓泄壓閥開啟時間不同，引起管道升壓大小也不同，開啟時間越快，升壓越小。 超壓泄壓閥以 10s開啟時，營口支線最大壓力升高為 75.3m，略大于管道的設計內(nèi)水壓力 75.0m，可滿足要求；由于實際設置的超壓泄壓閥為2個，如果屆時均動作，壓力升高會更低。

5 結語

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

綜上所述，對于大伙房水庫輸水二期工程，如采用超壓泄壓閥方案，建議在營口、盤錦支線出口處至少各設置 2 個超壓泄壓閥，直徑分別為 0.5，0.7 m，超壓泄壓閥壓力閾值可根據(jù)實際運行情況確定，建議不大于 75m；開啟時間不大于 10s，如果實際開啟時間小于該值，理論上將更安全。

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2013-12-13