超压泄压阀方案在大伙房水库输水工程中的应用

曲宝玺

（辽宁省大伙房水库输水工程建设局，辽宁 沈阳 110003）

超压泄压阀方案在大伙房水库输水工程中的应用

曲宝玺

（辽宁省大伙房水库输水工程建设局，辽宁 沈阳 110003）

大伙房水库输水工程输水系统，鞍山加压站下游至营盘加压站沿线没有设置平压措施，鞍山加压站与营盘配水站属于统一的调度系统。假若 2 个调度系统事先没有协调，营盘净水厂在关闭该厂阀门时，将会在各自的输水支线上产生较大的水锤压力，从而导致各自支线的破坏。为防止杜绝此类事故发生，通过在营口、盘锦支线出口处设置超压泄压阀，有效的缓解了由于营口、盘锦净水厂突然事故关阀所带来的过大的水锤压力，超压泄压阀开启速度越快，缓解水锤压力的效果越明显。

大伙房水库；输水；超压泄压阀；水锤压力

1 概述

大伙房水库输水（二期）工程输水系统鞍山加压站下游至营盘加压站干线段总长 41.3km，营口分支支线长度为 39.86km、盘锦分支支线长度为52.96km，沿线没有设置平压措施，而且鞍山加压站与营盘配水站属于统一的调度系统，而营盘净水厂又有自身独立的水量调度系统，一旦两个调度系统没有事先协调，营盘净水厂在关闭本厂阀门时，将会在各自的输水支线上产生较大的水锤压力，从而导致各自支线的破坏。为了防止杜绝此类事故发生，可在各相关支线出口处设置溢流塔或超压泄压阀，设置溢流塔方案可靠度大，但工程投资量大。文章主要论证超压泄压阀方案，其中在盘锦支线出口处设置 2 个直径 0.5m 的超压泄压阀，为一用一备，压力阈值设定为 75m，即一旦支线出口处出现超过 75m 的压力，超压泄压阀自动开启泄压。在营口支线出口处设置 2 个直径 0.7m的超压泄压阀，同样为一用一备，压力阈值也设定为 75m。选用 75m 作为压力阈值标准，主要考虑到营口、盘锦支线管材均为玻璃钢管，设计内水压力 80m，选用 75m 略偏安全。

2 计算工况说明

为安全考虑，特选取在各净水厂流量最大时关阀停水。其中营口净水厂为 7月 1日流量，而盘锦净水厂为 2月4日流量。由于该工况具有包络性特点，即如果该工况下，超压泄压阀的操作能够满足要求，则可认为其他工况均可满足供水要求。另外由于管线出口处超压泄压阀实际设置为2个，将来发生超压现象时，假设超压泄压阀为一动一拒，实际上应该 2个一起动作。

3 盘锦支线超压泄压阀动作

盘锦净水厂支线长度为 52960m，引用流量在 2 月 4 日达到 2.1m3/s，如果该日盘锦净水厂关阀、支线停水，则在该支线上产生的关阀水锤较正常日供水大，导致该支线出口处超压泄压阀动作。相关数据见表1。

3.1 盘锦净水厂 300s关阀

由表 1 中 300s关阀计算结果可以看出：当盘锦净水厂 300s关阀停水时，由于盘锦支线压力上升超过 75m，导致该支线出口处超压泄压阀打开，超压泄压阀开启时间不同，引起管道升压大小也不同，开启时间越快，升压越小。 超压泄压阀以 10s开启时，盘锦支线最大压力升高为 76.1m，略大于管道的设计内水压力 75.0m，可满足要求；由于实际设置的超压泄压阀为两个，如果届时均动作，压力升高会更低。

表1 鞍山加压站、营盘配水站及净水厂处最大动水压力

3.2 盘锦净水厂 240s关阀

由表 1 中 240s关阀计算结果可以看出：当盘锦净水厂 240s关阀停水时，由于盘锦支线压力上升超过 75.0m，导致该支线出口处超压泄压阀打开，超压泄压阀开启时间不同，引起管道升压大小也不同，开启时间越快，升压越小。 超压泄压阀以 10s开启时，盘锦支线最大压力升高为 75.7m，略大于管道的设计内水压力 75.0m，可满足要求；由于实际设置的超压泄压阀为2个，如果届时均动作，压力升高会更低。

3.3 盘锦净水厂 150s 关阀

由表 1 中 150s关阀计算结果可以看出：当盘锦净水厂 150s关阀停水时，由于盘锦支线压力上升超过 75.0m，导致该支线出口处超压泄压阀打开，超压泄压阀开启时间不同，引起管道升压大小也不同，开启时间越快，升压越小。 超压泄压阀以 10s开启时，盘锦支线最大压力升高为 75.3m，略大于管道的设计内水压力 75.0m，可满足要求；由于实际设置的超压泄压阀为2个，如果届时均动作，压力升高会更低。

4 营口支线超压泄压阀动作

营口净水厂支线长度为 39860m，引用流量在 7 月 1 日达到 4.74m3/s，如果该日营口净水厂关阀、支线停水，则在该支线上产生的关阀水锤较正常日供水大，导致该支线出口处超压泄压阀动作。相关数据见表2。

表2 鞍山加压站、营盘配水站及净水厂处最大动水压力

4.1 营口净水厂 300s关阀

由表 2 中 300s关阀计算结果可以看出：当营口净水厂 300s关阀停水时，由于营口支线压力上升超过 75.0m，导致该支线出口处超压泄压阀打开，超压泄压阀开启时间不同，引起管道升压大小也不同，开启时间越快，升压越小。超压泄压阀以10s开启时，营口支线最大压力升高为 76.1m，略大于管道的设计内水压力 75.0m，可满足要求；由于实际设置的超压泄压阀为2个，如果届时均动作，压力升高会更低。

4.2 营口净水厂 240s关阀

由表 2 中 240s关阀计算结果可以看出：当营口净水厂 240s关阀停水时，由于营口支线压力上升超过 75.0m，导致该支线出口处超压泄压阀打开，超压泄压阀开启时间不同，引起管道升压大小也不同，开启时间越快，升压越小。 超压泄压阀以 10s开启时，营口支线最大压力升高为 75.9m，略大于管道的设计内水压力 75.0m，可满足要求；由于实际设置的超压泄压阀为2个，如果届时均动作，压力升高会更低。

4.3 营口净水厂 150s关阀

由表 2 中 150s关阀计算结果可以看出：当营口净水厂 150s关阀停水时，由于营口支线压力上升超过 75.0m，导致该支线出口处超压泄压阀打开，超压泄压阀开启时间不同，引起管道升压大小也不同，开启时间越快，升压越小。 超压泄压阀以 10s开启时，营口支线最大压力升高为 75.3m，略大于管道的设计内水压力 75.0m，可满足要求；由于实际设置的超压泄压阀为2个，如果届时均动作，压力升高会更低。

5 结语

从上述计算结果可以看出，通过在营口、盘锦支线出口处设置超压泄压阀，有效的缓解了由于营口、盘锦净水厂突然事故关阀所带来的过大的水锤压力，超压泄压阀开启速度越快，缓解水锤压力的效果越明显，考虑到超压泄压阀直径越大，所需要开启时间越长，在营口、盘锦支线出口处设置的超压泄压阀直径分别为 0.5，0.7m，对于该尺寸的超压泄压阀，目前国内外的阀门工艺制造水平，是可以做到小于 10s开启的；如超压泄压阀在超过压力阈值 75m 后，以 3，5，10s的时间达到全开，营口、盘锦支线的最大压力上升均能满足要求，另外由于在营口、盘锦支线出口处均采用双阀设置，本身也具备了较大的安全裕量。

综上所述，对于大伙房水库输水二期工程，如采用超压泄压阀方案，建议在营口、盘锦支线出口处至少各设置 2 个超压泄压阀，直径分别为 0.5，0.7 m，超压泄压阀压力阈值可根据实际运行情况确定，建议不大于 75m；开启时间不大于 10s，如果实际开启时间小于该值，理论上将更安全。

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1002－0624（2014）04－0018－02

2013-12-13