[发明专利]一种并联多排管供水管网水击压力控制方法

说明书

本发明涉及一种并联多排管供水管网水击压力控制方法，解决现有水击压力控制方式为被动泄压方式时，存在介质溢出、调节阀门易损坏、管路流阻增加的问题以及采用增设调压室的方式时，工程造价较高，改造量大的问题，该方法包括：1)对并联多排管供水待测管网进行放水试验，确定待测管网的主管路的阻力系数及分支管路的阻力系数，确定额定压力下各阀门动作时间与对应分支管路内流速的关系；2)建立供水管网的水力模型；3)在建立的水力模型中，优化各阀门动作顺序；4)确定测管网各分支管路阀门动作的间隔时间△ti；5)确定各阀门动作时间δti；6)获得待测管网并联供水管网水击压力的控制方式。

技术领域

本发明涉及管路压力控制领域，具体涉及一种并联多排管供水管网水击压力控制方法。

背景技术

管路是输送流体的关键部件，管路中的水击压力大小与流体速度的变化率有关，可分为直接水击压力和间接水击压力；现有的供水管路的水击压力控制方法主要包括以下几种：

一是通过优化闸门的关闭时间和关闭方式降低水击压力。例如：唐均、张洪明、王文全.长距离有压输水管道系统水锤分析[J].水电能源科学.2010.28(2):82-84，此种方式原理为通过调节单个阀门的动作时间及动作方式降低水击压力，但在实际工程中，由于执行机构能力的限制，该方法难以实现。

二是采用氮气式水击泄压阀泄放管路内水击压力，保证管内介质压力满足设计要求。例如：于京平、冯坤.水击泄压阀的应用及失效分析[J].油气储运.2016.35(2):173-175，该方法为一种被动的水击压力控制方法，多用于输油管等长输管路中，同时存在介质溢出、调节阀门易损坏、管路流阻增加等问题。

三是水电站在进行水击压力控制时，多采用增设调压室的方式。例如：董瑜、刘韩生、黄逸军.设置调压室水击过程的高精度数值模拟[J].水力发电学报.2015.34(3):170-175，此种方式由于调压室能够反射压力管道中的水击波，达到控制水击压力的目的，但这种方式造价较高，改造工程量大。

发明内容

本发明的目的是解决现有水击压力控制方式为被动泄压方式时，存在介质溢出、调节阀门易损坏、管路流阻增加的问题以及采用增设调压室的方式时，工程造价较高、改造量大的问题，提供一种并联多排管供水管网水击压力控制方法。

本发明的技术方案是：

一种并联多排管供水管网水击压力控制方法，包括以下步骤：

1)对并联多排管供水管网进行放水试验，确定待测管网的主管路阻力系数、分支管路阻力系数，确定额定压力下各阀门动作时间与对应分支管路内流速的关系；

1.1)确定待测管网的主管路阻力系数及分支管路阻力系数；

1.2)在待测管网的各分支管路上安装流量测量元件，关闭该分支管路阀门，记录阀门关闭的初始时间及完全关闭时间，获得各分支管路内介质流量与阀门关闭时间的对应关系，得到介质流速与阀门关闭时间的对应关系式；

2)建立供水管网的水力模型，水力模型包括模型主管路、多路并联的模型分支管路；

3)在建立的水力模型中，优化各阀门动作顺序；

4)通过步骤1.2)得到的介质流速与阀门关闭时间的对应关系式，利用特征线法计算待测管网各分支管路阀门关闭过程中，主管路内压力波衰减至管路设计压力以下的时间△Ti，取安全系数b，确定待测管网各分支管路阀门动作的间隔时间△ti＝b△Ti；

5)通过步骤1.2)得到的介质流速与阀门关闭时间的对应关系式，利用特征线法计算阀门关闭过程中，对应待测管网分支管路内产生的间接水击压力，以间接水击压力小于管路设计压力为目标，确定各阀门动作时间δti；

6)依据步骤4)获得的△ti、步骤3)获得的阀门动作顺序、步骤5)获得的δti，得到待测管网并联供水管网水击压力的控制方式。