宋 放

(遼寧潤中供水有限責(zé)任公司， 遼寧 沈陽 110166)

長距離輸配水工程檢修調(diào)度方案研究

宋 放

(遼寧潤中供水有限責(zé)任公司， 遼寧 沈陽 110166)

大伙房水庫輸水(二期)工程，是國內(nèi)全線無調(diào)蓄設(shè)施的長距離輸配水工程，在運(yùn)行調(diào)度中檢修調(diào)度預(yù)案非常重要。本文以二期工程管線中一段管線滲漏檢修為例，闡述了調(diào)度預(yù)案的編制以及執(zhí)行效果，該預(yù)案的順利實(shí)施證明通過預(yù)案中的理論計(jì)算，處理復(fù)雜供水系統(tǒng)的特殊工況是完全可行的。

長距離輸水工程； 檢修調(diào)度預(yù)案； 研究

遼寧省大伙房水庫輸水(二期)工程屬多目標(biāo)、大流量、全線無調(diào)節(jié)水池的長距離輸配水工程，設(shè)計(jì)日供水量327萬t/d，目前已正式運(yùn)行5年，供水目標(biāo)多達(dá)14個(gè)凈水廠用戶，實(shí)際日供水量220萬t。通過5年來的運(yùn)行數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)，檢修調(diào)度預(yù)案也隨著供水量的增多逐步完善，使之更理論化、系統(tǒng)化，更具備可操作性。

檢修調(diào)度預(yù)案，將全線輸水系統(tǒng)分為21個(gè)水力區(qū)間，針對(duì)每一區(qū)間編制了相應(yīng)的檢修調(diào)度方案、步驟。2015年8月24日，有段管線發(fā)生微量滲漏情況，需立即組織人員進(jìn)行該管段的停水檢修，總調(diào)度員根據(jù)檢修調(diào)度預(yù)案在20min內(nèi)及時(shí)截?cái)嗨?，檢修人員迅速投入搶修，未對(duì)管段下游的供水造成任何影響。本文以此為例簡要介紹預(yù)案的計(jì)算、編制以及執(zhí)行情況。

1 供水系統(tǒng)

供水系統(tǒng)如下頁圖所示。

圖中水力區(qū)間為沈陽2配水站至鞍山配水站，全長81.40km，供水管線為兩根直徑2.40mPCCP管道，

供水系統(tǒng)布置圖

即預(yù)應(yīng)力鋼套筒混凝土管，上方為A線，下方為B線。上述兩配水站間輸水建筑物有4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)雙向穩(wěn)壓塔及遼陽、鞍鋼兩座配水站，紅色圓點(diǎn)為滲漏點(diǎn)，位于A線管道，在沈陽2配水站下游大約5km處。圖1中的三座穩(wěn)壓塔均為雙向穩(wěn)壓塔，在工程中起到平抑管線壓力、管線負(fù)壓時(shí)快速補(bǔ)水的作用(運(yùn)行參數(shù)見表1)。水流經(jīng)鞍山配水站后，通過3臺(tái)變頻泵組向大連方向供水，同時(shí)壓力流繼續(xù)向營口、盤錦方向供水。

2 局部管段截?cái)喙r的分析與計(jì)算

關(guān)閉A線漏點(diǎn)所在的管段后，沈陽2配水站至4號(hào)穩(wěn)壓塔區(qū)間變?yōu)閱尉€供水，水頭損失大幅增加，根據(jù)實(shí)際液體能量方程中的水頭損失公式，有

(1)

(2)

式中hf——沿程水頭損失，m；

hj——局部水頭損失，m；

l——管線長度，m；

R——水力半徑，m；

v——流速，m/s;

C——流速系數(shù)， m0.5/s。

根據(jù)巴甫洛夫斯基公式有

(3)

式中n——粗糙系數(shù)。

(4)

故障管段切除后，局部管段雙線變?yōu)閱尉€，因受到過流能力的限制以及水頭損失大幅增加，上游壓力上升，穩(wěn)壓塔出現(xiàn)溢流，下游管線壓力下降，影響到部分支線的供水，特別是鞍鋼支線的供水。為保證系統(tǒng)運(yùn)行和管線設(shè)備的安全，下游壓降以6號(hào)穩(wěn)壓塔水位作為控制節(jié)點(diǎn)，保證不低于30m。故障管段上游穩(wěn)壓塔的溢流水位決定了下游最大的供水能力。沿線主要受影響穩(wěn)壓塔參數(shù)見表1。

表1 穩(wěn)壓塔運(yùn)行水位控制參數(shù)

按照單管設(shè)計(jì)流量和檢修調(diào)度原則，單線應(yīng)保證檢修管段下游水廠70%以上的原設(shè)計(jì)水量。沈陽2配水站以下設(shè)計(jì)水量為126萬t/d，目前達(dá)到108萬t/d。70%的原設(shè)計(jì)水量為126×70%=88.20萬t/d，沈陽2配水站至4號(hào)塔A線切除后，B線不能承擔(dān)108萬t/d的供水量，所以必須考慮核減下游部分水廠水量。因大連支線供水首先進(jìn)入碧流河水庫，經(jīng)調(diào)節(jié)后再進(jìn)入凈水廠，鑒于大連支線具備便利的調(diào)度優(yōu)勢(shì)，預(yù)案以集中核減大連支線水量，確保全線壓力及其他受水目標(biāo)水量不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行。沿線各水力節(jié)點(diǎn)(穩(wěn)壓塔)水位計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 故障管段切除后不同工況下各穩(wěn)壓塔水位計(jì)算

3 檢修調(diào)度預(yù)案的形成

根據(jù)以上理論計(jì)算，可編制沈陽2配水站—沈大鐵路上游A線管段停運(yùn)檢修的預(yù)案，該管段下游供水將由B線單獨(dú)承擔(dān)，針對(duì)沈陽2配水站A線出口漏點(diǎn)的處理即適用此方案。具體的操作步驟為：

a.通知大連支線做好由加壓供水方式改為重力流供水的準(zhǔn)備。

b.執(zhí)行大連一級(jí)泵站及鞍山加壓泵站泵組停機(jī)，大連支線、鞍山支線、鞍山一步下游均改為重力流供水調(diào)度。

c.關(guān)閉沈陽2配水站A線出口故障管段下游的檢修蝶閥，將故障管段切除。

d.調(diào)整鞍山加壓站下游營口、盤錦支線的流量。

e.調(diào)整干線調(diào)流閥核減多余水量，滿足干線水量目標(biāo)。

f.調(diào)整除大連支線外其他各支線水量，保證滿足計(jì)劃水量。

4 故障管段切除前、后系統(tǒng)參數(shù)

故障管段切除前后，管線系統(tǒng)參數(shù)見表3。沈陽2配水站至4號(hào)塔A線停運(yùn)后，大連支線核減水量20萬t/d。

表3 沈陽二至4號(hào)塔A線停運(yùn)前、后系統(tǒng)參數(shù)

從計(jì)算結(jié)果看出，當(dāng)沈陽2配水站至4號(hào)穩(wěn)壓塔區(qū)間改為單線后，若大連支線不減量且保證6號(hào)穩(wěn)壓塔不低于30m，3號(hào)穩(wěn)壓塔水位將達(dá)到100.40m，超出了溢流水位，故不可行；若大連支線不減量，3號(hào)穩(wěn)壓塔達(dá)到溢流水位，則6號(hào)塔水位為28.38m，低于30.00m的限制水位，影響鞍鋼支線的供水，故也不可行。4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)穩(wěn)壓塔均位于故障管線下游，因此，不會(huì)出現(xiàn)溢流，3號(hào)穩(wěn)壓塔溢流水位為控制節(jié)點(diǎn)。實(shí)際事故處理中，采用大連支線減量20萬m3/d方案進(jìn)行，從表3中可知，切除后下游穩(wěn)壓塔水位比理論計(jì)算值大1.60m左右。這是因?yàn)橛?jì)算中主要考慮了沿程水頭損失，而局部水頭只做了粗略估算。

5 結(jié) 論

作為遼寧省內(nèi)“十五”“十一五”期間重點(diǎn)工程，大伙房水庫輸水(二期)工程下步供水目標(biāo)多達(dá)19個(gè)，管線全程沒有任何調(diào)蓄水庫，一個(gè)供水目標(biāo)流量的改變將影響上下游10多個(gè)水廠的進(jìn)廠流量，調(diào)度方案的科學(xué)合理性至關(guān)重要，尤其面對(duì)管線檢修以及突發(fā)事件的處理，必須事先做好充分完備的調(diào)度預(yù)案，才能使調(diào)度員操作閥門時(shí)做到心中有數(shù)、目的明確。該次檢修調(diào)度預(yù)案的使用，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)想的調(diào)度目標(biāo)，為工程今后的檢修調(diào)度操作積累了經(jīng)驗(yàn)。

Research on overhaul scheduling plan of long-distance water conveyance and water distribution

SONG Fang

(LiaoningRunzhongWaterSupplyCo.,Ltd.,Shenyang110166,China)

Dahuofang Reservoir Water Conveyance (Stage II) Project is the domestic long-distance water conveyance and water distribution project without storage facilities in the whole line. Overhaul scheduling plan is very important in operation scheduling. In the paper, pipeline seepage overhaul of one section in the stage II project pipeline is adopted as an example for discussing preparation and implementation effect of the scheduling plans. Smooth implementation of the plan proves that it is completely feasible to handle special working condition of the complex water supply system through theoretical calculation in the plan.

long distance water conveyance project; overhaul scheduling plan; study

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.07.016

TV67

B

1005-4774(2017)07- 0060- 03