孟加拉国锡拉杰甘杰电厂玻璃钢循环水管道水锤计算

惠玉鑫

摘 要：针对孟加拉锡拉杰甘杰电厂循环水系统要求采用玻璃钢管的特点，本文应用一维流体分析软件PIPENET对电厂供水系统进行仿真建模，对电厂主要的循环水系统构筑物进行了建模及运算。对循环水系统中各种启停泵工况下对应的瞬变流过程进行仿真研究，选择合理的管道布置方案，得出较理想的关阀操作规律。研究结果表明，合理设计循环水系统管道，对循环水泵出口阀门关闭时间进行合理设置，能够确保玻璃钢管应用于循环水管道而不受水锤影响。对今后玻璃钢管应用于循环水系统有着重要的意义。

关键词：玻璃钢循环水管;瞬变流;事故关阀;水锤力

Abstract：  According to the characteristics of Glass Reinforced Plastic Circulation Water system of SIRAJGANJ， BANGLADESH power plant， the one-dimensional fluid analysis software PIPENET to simulate the water supply system of the power plant， and carries out modeling and calculation on the main circulating water system structure of the power plant. The transient flow process of the circulating water system under the conditions of various starting and stopping pumps is simulated and studied. The results show that reasonable design of circulating water system pipeline and reasonable setting of the closing time of circulating water pump outlet valve can ensure that glass reinforced plastic pipe is applied to circulating water pipeline without being affected by water hammer. It is of great significance for the application of glass tube in circulating water system in the future.

Key words：glass reinforced plastic circulation water pipe; transient flow; accidental valve closing; water hammer;

1工程概況

1.1运行工况

本工程循环水系统采用单元制机械通风冷却塔循环供水系统，循环冷却水补给水来自厂区原水处理站处理水。循环水系统设8座4800m3/h逆流式机械通风冷却塔及水池，设置三台50%循环冷却水泵。循环冷却水泵出口配置两阶段控制液动蝶阀。 循环水泵为立式、湿井式、混流泵，露天安装，介质为淡水，水泵流量：4.65m3/s 水泵扬程：0.24MPa，循环水供回水母管采用DN2200玻璃钢管。

循环水系统工艺流程依次为： 冷却塔水池→引水箱涵→钢闸门→格网→循环水泵→液控蝶阀→循环供水管→电动蝶阀→凝汽器→电动蝶阀→循环回水管→电动蝶阀→ 冷却塔→ 冷却塔水池。

1.2主要研究内容

电厂供水系统的特点是大流量、低扬程。事故情况下，不合理的关阀会造成严重的安全和生产事故[1]。凝汽器的位置和高程在瞬变流过程中处于驼峰位置易产生弥合水锤[2]，在阀门处产生水击波。同时管系中的压力不平衡将在管道轴向产生冲击力，不合理的关阀会使这类冲击力的瞬时值达到惊人的数值，作用于管系、支吊架和设备接口，易形成管系共振、支架损坏等后果。本工程由于采用了玻璃钢管作为循环水管道材质，接口处更容易受水锤影响，发生渗漏的可能性增大。因此，根据本工程运行可靠性要求，重点对循环水系统进行如下分析：①分析循环水泵起泵停泵工况下的水锤变化;②分析最不利工况下的水泵转速及系统最不利点的压力变化。

1.3主要参数

循环水泵工况点为Q=4.65m3/s，扬程H=24m，水泵设计点的转矩值是23981.1N·m;额定转速495rpm。循环水主管道参数为DN2200 SN10000，玻璃钢材质。

2供水系统及主要构筑物模型的建立

2.1供水系统高程布置

根据电厂布置，建立循环水系统高程图。地面标高为±0.00m，循泵出口标高为-2.20m，冷却塔进口标高为10.10m，凝汽器进口标高为3.90m，整个管道系统最低点标高为-5.20m。

2.2PIPENET模型建立

本工程1台机组正常运行2泵全开，任意一台水泵故障，要求备用泵能自动投运。在系统未充水的情况下，开启钢闸门，先打开冷却塔补给水管进水阀，待冷却塔水池水位达到15.75m后，同时确认循环水泵轴承润滑水和电机冷却水运行正常，打开冷却塔进口电动蝶阀。 第一台循环水泵由手动启动，先手动开启出口液控蝶阀阀门到20开度（约7～10秒），再手动开启循环水泵，待系统充满水后，再将出口阀门开至全开位置。

利用PIPENET一维模型将循环水系统中循环水泵（分别编号1#，2#和3#循环水泵）、循环水管道、凝汽器以及冷却塔设备参数输入到软件中，通过软件模拟以下几个主要工况：