李立

摘 要 为了尽可能减少水锤事故出现的概率，长距离管道有压自流输水系统末端安装的控制阀门关阀时间要足够，关阀时间通常由仿真数值计算明确。结合相关调查显示，长距离管道自流输水系统的末端阀要以活塞阀为主，并建议采取线性关阀方法。

关键词 活塞阀;长输管线用阀;有压管道自流输水;水锤;线性关阀

引言

众所周知，有的阀门要实施先快后慢的两阶段关阀方法，这样才能起到节省时间的作用，还能有效降低水锤压力。鉴于此，本文阐述通过计算机仿真数值模拟各类阀门，并在此基础上对关阀方式、关阀速度以及水锤压力之间的关系加以完善，继而得到最终的计算结果。

1阀门型式的比较

将某长距离（50.1km）自流有压输水工程项目当作主要论述对象，相关工作者对其展开末端阀是蝶阀抑或是活塞阀的对比计算，目的是为了对以上这几种阀门运用在关阀期间的整体性能进行科学判断。该工程（B管）单管输水流量为1.21m3/s。针对关阀时间来说，其从60到2500s一共分成10组，具体内容请看表1所示。结合相关实践调查可知，因为在桩号k47+366m位置的输水管线高程呈现出不高的状态，因此在关闭阀门期间最高水锤压力会在桩号k47+366m的地方出现。对表1进行分析之后可知，其不单单详细阐述了末端阀前的最高水锤压力，还阐述了桩号k47+366m位置的最高水锤压力。为了方便对比，决定将末端阀关闭速度当作线性关闭速度。对表1进行深度剖析后可知：关阀时间不小于500s以后活塞阀方案的水锤压力要比蝶阀方案的水锤压力小很多。所以长距离有压自流输水工程的末端阀尽可能以活塞阀为主[1]。

2活塞阀关阀方式

针对末端阀以蝶阀为主的长距离自流输水工程来说，为了有效缓解管线上的水锤压力，相关工作者应当把关阀时间加以延伸。管线如果超过几十千米的话，那么此时匀速（线性）关阀时间总是要1000s甚至接近2000s左右。如果想要降低关阀时间，那么就应当借助于先快后慢的两阶段关阀手段。这里还是将上述工程当作论述对象，该工程末端阀主要以蝶阀为主，1000s线性关阀，同时末端阀前最高水锤压力是1.37MPa，在桩号k47+366m的地方是1.98MPa。倘若这个时候将两阶段关阀当作主要方式，前60s快关到15°，到600s都关闭掉，那么此时末端阀前最高水锤压是1.11MPa，并且在桩号k47+366m的地方是1.69MPa。通过对上述内容进行详细研究可以得知，借助于先快后慢的两阶段关阀手段可以起到节省时间的作用，还能减少系统的最高水锤压力。所以深度剖析活塞阀方案是否也能够借助于先快后慢的两阶段形式关阀，以此实现节约时间又减少水锤压力的效果。

结合相关调查可以看到，工况18属于活塞阀方案1000s线性关闭的计算结果，其中末端阀前最高水锤压力是0.75MPa，并且在桩号k47+366m的地方最高压力是1.35MPa。针对工况20来说，其实际上是借助于在60s当中关到全部开度的15%，然后到600s全部关闭的先快后慢的两阶段关阀手段，不管是针对末端阀前还是桩号k47+366m位置的最高水锤压力来说，均得到了显著提高，分别是1.04MPa以及1.65MPa。显而易见的是，安装活塞阀属于末端阀的长距离自流输水系统，借助于先快后慢的两阶段关阀手段无法完全实现减少水锤压力的目的，倘若控制不科学，那么就会提高水锤压力。就工況20水锤压力逐渐提高来说，其通常是因为之前的快关阶段关得太快。针对工况25来说，其快关阶段为60s关闭至全部开度的75%，余下的25%开度基于后期的540s之中逐步关闭。基于这种状况之下，水锤压力处于比较稳定的状态。就工况26而言，其应当将第二阶段慢关速度进行放慢，总关阀时间要增加到800s，同时管线之上的最高水锤压力往往和工况18相匹配。对研究结果进行深度剖析后可知：活塞阀先快后慢的两阶段关阀模式并不存在着较为突出的优点。对于工况26来说，分段关阀总关阀时间是800s，和工况18进行对比可以发现其节约时间更加显著，然而两阶段关阀应当担负着快关失控的安全隐患，这样很容易增加水锤事故出现的概率[2]。

3结束语

针对长距离管道有压自流输水系统的控制阀门来说，倘若相关工作者将其安装到末端，那么就要确保末端阀关闭时间足够，要不然就会增加水锤事故出现的概率。结合上述内容分析可知，末端阀尽可能以活塞阀为主，并主动使用线性关阀方法，关闭时间由计算明确。

参考文献

[1] 薛兴祖.引松供水工程大直径无粘结预应力涵管三维有限元仿真分析[J].水利规划与设计.2018，（9）：122-127.

[2] 田家琳.泵后两阶段关闭阀门关阀时间及关度的分析确定[J].水利规划与设计.2017，（9）：81-83.