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泵站作为水利工程的关键设施,其安全运行直接关系到供水的稳定性以及区域经济的发展.液控蝶阀是泵站的重要设备,用来控制水流,防止水锤效应,而传统的液压装置容易老化,易发生故障.本文以永湖泵站实际改造工程为例,讨论液控蝶阀液压装置技术升级和智能控制集成方案.通过研究改造过程中采用的关键技术措施(液压系统优化、智能控制、远程监控),引入液压力学公式、控制算法和可靠性模型,论证智能控制如何提高泵站安全运行水平.从案例数据可知,改造之后阀门响应时间缩短、故障率降低,说明液控蝶阀智能化改造对泵站安全运行起到保障作用.
液控蝶阀液压装置改造智能控制
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为确保关河泵站泵后至调压井间输水设备及管线安全、确定事故停泵水锤的防护措施,文章通过建立关河泵站水力过渡过程数学模型,分析工程典型运行工况最不利条件下的压力变化过程及分布情况,优化水泵出口处重锤式液控止回蝶阀关闭规律及时间,为后期工程运行提供指导.
事故停泵水锤调压井关阀时间关河泵站
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长江沿线取水口集水井是供水、泵站、水利系统重要的集水调蓄构筑物,井内蝶阀是管道隔离、设备检修的关键设施.潜水员开展集水井蝶阀应急封堵作业,属于深井受限空间作业、动水作业、潜水作业多重高危叠加作业.该作业存在井体通风差、阀口虹吸负压大、内部构件复杂易勾挂脐带、逃生救援难度大等隐患,易引发人员吸附被困、机械夹伤、脐带缠绕等安全事故.当前行业通用潜水安全规范难以完全适配集水井深井受限工况,现场作业风险管控针对性不足.本文结合集水井结构形式、作业流程与现场实际,从水力负压、机械设备、潜水作业、现场管理四个维度全面辨识危险源,深入分析风险产生机理,确立专项安全管控原则,并制定全流程安全防控措施与应急处置方案.希望对长江沿线取水口集水井深井潜水、蝶阀封堵、水下检修等同类作业提供技术参考与管理依据,进一步提升涉水受限空间水下作业安全水平、防范生产安全事故.
集水井取水口蝶阀封堵潜水作业受限空间安全风险防控对策
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为分析蝶阀的密封性能,以水为介质,采用有限元法对22～200℃范围内3.5～5.0 MPa实验压力下DN350三偏心蝶阀开展热固耦合仿真.结果表明:密封圈的变形分布极不均匀,密封圈介质流入侧(即直边面附近)变形较大,且密封面最大间隙分布与密封圈最大变形分布呈现对应关系,说明流体介质压力起主导作用;各工况下密封面平均间隙均小于0.1 mm,最小密封面应力均超过必需密封面应力,说明选定实验工况下蝶阀不发生泄漏.
三偏心蝶阀压力温度密封有限元仿真
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为降低高扬程泵站阀门水头损失、减少水泵机组能耗,采用全通径偏心半球阀替代传统液控蝶阀的改造方案,分析全通径偏心半球阀的结构特征、节能优势与节能机理,并以景电工程泵站为例对改造前后运行参数进行实测对比验证.结果表明,全通径偏心半球阀凭借流道无缩径、阀芯全开后完全退出流道、密封副脱离消除运行摩擦阻力等结构特性,可使阀门水头损失大幅降低,泵组输入功率明显下降,综合节能效益显著.建议在高扬程、高含沙水质的引黄灌区泵站中推广应用全通径偏心半球阀,为泵站节能降耗与安全运行提供设备保障.
全通径偏心半球阀高扬程泵站节能改造流阻特性
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为保障山西转型综改示范区潇河产业园区95％保证率的原水供应,解决园区供水瓶颈问题,以潇河产业园区原水直供工程为研究对象,开展水工建筑物系统论证.通过多工况管道水力学计算、顶管结构受力分析、事故备用水池与基坑支护设计验算、泵站水力机械选型与水锤防护计算,确定了输水管道、事故备用水池、基坑支护及加压泵站的关键设计参数与实施方案.结果表明:工程近期年供水量6205万m3、远期12032万m3,DN1800 PCCP管道在加压与重力流工况下均满足输水要求;DN2600顶管无需中继间,SMW工法桩支护安全可靠;泵站采用大小泵搭配、液控蝶阀防水锤,运行稳定.研究成果可为工程设计与施工提供直接依据,有效支撑园区高质量发展.
潇河产业园区供水建筑物管道水力学基坑支护水力机械
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以某工程 DN1850 大口径双桁架三偏心蝶阀为研究对象,运用数值模拟仿真技术,对其和等直径单桁架三偏心蝶阀三种开度(30°、60°、90°)进行数值模拟运算,对双桁架蝶阀的内部流场进行分析,并对比分析双桁架与单桁架结构对蝶阀内水力损失系数的影响,可为工程选型提供依据.
三偏心蝶阀数值模拟水力损失系数
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偏心半球阀具有全通径流道、启闭无摩擦、密封可靠等结构优势,在全开状态下流阻系数远低于传统闸阀和蝶阀,在部分开启状态下呈现较好的节流特性,双向流动时流场分布存在明显差异,流阻特性的变化直接影响泵站系统的扬程需求、工况点位置和能量消耗.本文探讨了偏心半球阀的结构特点与流阻特性规律,分析了流阻变化对泵站能效的影响机理,并结合高扬程泵站的实际运行案例,验证了偏心半球阀的节能效果和应用价值.
偏心半球阀流阻特性泵站能效
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为应对水利工程小型输水管道使用时间较长、破损老化带来的安全运行压力,构建了涵盖运行管理评价、工程质量评价、安全复核计算的小型输水管道安全检测与评价技术方法体系,对引潮入城工程加压泵站至温榆河左堤蝶阀段压力钢管进行检测与评价.结果表明:工程管护较规范;检测的773处管节中,共发现143处缺陷,缺陷率18.5％,均为Ⅰ～Ⅱ级,无严重缺陷,其中结构性缺陷83处,以腐蚀和内防腐层脱落为主,功能性缺陷60处,以障碍物为主;水力与结构安全均达标.该管段运行管理评价为B级,工程质量评价为B级,水力复核为A级,结构安全复核为A级,综合评价为二类,工程存在一定缺陷但尚不影响总体安全.研究成果可为小型输水管道安全管理提供技术参考.
小型输水管道安全检测安全评价潮白河
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水电站进水蝶阀安装在水力发电厂压力钢管前端,在电站机组检修和水轮机故障时切断水流.水轮机在较长时间停机时,关闭进水阀,可以减少导水机构或顶盖处的漏水,避免间隙空蚀或磨蚀.也是水轮机在发生导水机构故障,机组发生飞逸状态时重要以及最后的一道保护.但进水蝶阀因本体关闭方式结构的问题以及设备缺陷存在无法自动、手动关闭,水轮机的安全运行也得不到保障.本文通过对某水电站机组进水蝶阀出现此问题的原因进行多角度分析,从设备结构上剖析问题存在的原因,抱着从根本上解决此问题的态度,也对原本不合理结构提出优化意见并介绍改造后的使用效果.希望大家在遇到同类问题时有所借鉴及避免此类问题.
进水蝶阀关阀拒动结构优化
