一种水锤防护模式的确定方法和装置与流程

本发明涉及水锤防护，特别是涉及一种水锤防护模式的确定方法和装置。

背景技术：

1、由于地势具有“山高水低”的典型特征，云南省的引水工程往往需要从水位变幅较大的水库取水，所以云南省存在较多的浮船泵站输水系统。水位变幅较大意味着净扬程的变化幅度较大，取水装置中存在浮船、摇臂等活动部件，水锤防护更加复杂。工程实践表明，对于高原山区复杂地形下的泵站输水系统，事故停泵水锤是造成爆管事故、威胁泵站输水系统安全运行的主要原因之一。具体而言，当泵站突然停泵时，水流的速度会突然大幅度波动，同时压强也会大幅度波动；因为受到压力水流的惯性，产生水流冲击波会对管壁产生破坏作用，这种破坏作用就像锤子打击一样，会对泵站的过流部件造成损坏，甚至导致管壁破裂，从而危及泵站的安全运行，进而严重影响泵站输水系统的运行安全。

2、因此，为了减少水锤现象对泵站输水系统的破坏，泵站必须采取一些措施(例如，安装水锤消除器等)来消除或减轻水锤现象。目前，工程上常用的停泵水锤措施，包括补水型、补气型、泄水降压型等防护措施，每种措施各具优缺点。相较于国内其他引提水工程，云南省内长距离调水工程具有扬程高、取水水源水位变幅大、泵站群密集、供水对象多、管线流量分配复杂等特点。

3、然而，目前针对浮船泵站输水系统的水锤防护，考虑因素不够全面，且对浮船和摇臂在水锤冲击下的稳定性考虑不够，无法适应性的确定对于不同地区、地形的停泵水锤措施；且对于大型引水工程的水锤防护，往往不仅需要采取一种措施，而多个措施无法简单叠加，导致只能依赖人工经验等主观意见，模糊地确定所需采取的措施。在此情况下，相应的措施在实施后极有可能存在不奏效、达不到预期水锤防护效果的问题；且在水锤防护效果较差时和/或需要提升水锤防护效果时，缺乏基于多个措施进行效果定位、问题排查的指导，对于引水工程整体的水锤防护模式(即，用于水锤防护的多个措施)需要重复不断地进行调整，甚至可能难以达到预期的水锤防护效果，进而极大地增加了建设输水系统(可以理解为引水工程)的相关人力、物力和时间等成本，该类浮船泵站输水系统缺乏相对统一的水锤防护模式。所以亟需一种流程明确的水锤防护模式的确定方案。

4、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种水锤防护模式的确定方法和装置，其目的在于，针对浮船泵站输水系统，通过设计一种流程明确的水锤防护模式的确定方案，极大地提高了对于停泵水锤的防护效果与确定水锤防护模式的效率，解决了现有技术中确定水锤防护模式时过度依赖人工经验、效率较低，以及达不到预期水锤防护效果的问题。

2、本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种水锤防护模式的确定方法，分别对所述输水系统在不同的事故条件下的事故停泵水锤进行计算；根据计算结果，确定所述输水系统所需采取的至少一个水锤防护措施；根据所述至少一个水锤防护措施，确定所述输水系统所需的水锤防护模式；所述水锤防护模式的确定方法包括：

4、按照设计台数运行所述输水系统中的稳定运行机组，基于第一基准工况确定最不利工况；其中，所述第一基准工况为所述设计台数的稳定运行机组均发生事故停泵、且泵出口止回阀拒动；

5、在最不利工况下分析事故停泵水锤，确定所述输水系统的水锤防护模式。

6、第二方面，本发明还提供了一种水锤防护模式的确定装置，用于实现第一方面所述的水锤防护模式的确定方法，所述水锤防护模式的确定装置包括：

7、至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行第一方面所述的水锤防护模式的确定方法。

8、第三方面，本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第一方面所述的水锤防护模式的确定方法。

9、区别于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：

10、本发明针对浮船泵站输水系统，提出了一种基于最不利工况的水锤防护模式确定方法，首先在系统分析浮船泵站输水系统水锤防护应考虑的因素的基础上，确定发生事故停泵所可能导致的最不利工况；再通过分别计算输水系统在不同的事故条件下的事故停泵水锤，每次根据计算结果选择所需采取的相应水锤防护措施，进而综合评判并选取各个水锤防护措施，得到在最不利工况下仍能实现保护的水锤防护模式；本发明极大地提高了对于停泵水锤的防护效果与确定水锤防护模式的效率，解决了现有技术中确定水锤防护模式时过度依赖人工经验、效率较低，以及达不到预期水锤防护效果的问题。

技术特征：

1.一种水锤防护模式的确定方法，其特征在于，分别对所述输水系统在不同的事故条件下的事故停泵水锤进行计算；根据计算结果，确定所述输水系统所需采取的至少一个水锤防护措施；根据所述至少一个水锤防护措施，确定所述输水系统所需的水锤防护模式；所述水锤防护模式的确定方法包括：

2.根据权利要求1所述的水锤防护模式的确定方法，其特征在于，所述按照设计台数运行所述输水系统中的稳定运行机组，基于第一基准工况确定最不利工况包括：

3.根据权利要求2所述的水锤防护模式的确定方法，其特征在于，所述在第一基准工况下分析事故停泵水锤，分别确定净扬程所对应的第一影响因素、转动惯量所对应的第二影响因素、初始流量所对应的第三影响因素和停泵台数所对应的第四影响因素包括：

4.根据权利要求1所述的水锤防护模式的确定方法，其特征在于，所述在最不利工况下，分析事故停泵水锤，确定所述输水系统的水锤防护模式包括：

5.根据权利要求4所述的水锤防护模式的确定方法，其特征在于，所述在在第二事故条件下关闭泵出口止回阀，根据机组倒流开始时刻、最大倒转转速和泵出口最大水锤压力，计算事故停泵水锤，确定所述泵出口止回阀的关闭规律包括：

6.根据权利要求4所述的水锤防护模式的确定方法，其特征在于，当采取的消除负压措施为设置空气罐时，所述根据所述泵出口止回阀的型式及其关闭规律和采取的所述消除负压措施，确定所述水锤防护模式包括：

7.根据权利要求6所述的水锤防护模式的确定方法，其特征在于，所述当需要减小倒流水体对泵船和摇臂的冲击时，设置中间止回阀包括：

8.根据权利要求6所述的水锤防护模式的确定方法，其特征在于，所述根据管线纵剖面布置和所述空气罐对事故停泵水锤的影响，确定所述空气罐的尺寸参数和目标初始水气比包括：

9.根据权利要求6所述的水锤防护模式的确定方法，其特征在于，所述当需要减小倒流水体对泵船和摇臂的冲击时，设置中间止回阀还包括：

10.一种水锤防护模式的确定装置，其特征在于，包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于实现权利要求1-9任一所述的水锤防护模式的确定方法。

技术总结本发明涉及水锤防护技术领域，提供了一种水锤防护模式的确定方法和装置。本发明针对浮船泵站输水系统，首先通过系统分析浮船泵站输水系统水锤防护应考虑的因素，确定输水系统发生事故停泵所可能导致的最不利工况；再分别对不同的事故条件下的事故停泵水锤进行计算，每次根据计算结果选择所需采取的水锤防护措施，得到在该整体的最不利工况下仍能实现保护的水锤防护模式，极大地提高了对于停泵水锤的防护效果与确定水锤防护模式的效率，解决了现有技术中确定水锤防护模式时过度依赖人工经验、效率较低，以及达不到预期水锤防护效果的问题。技术研发人员：李玲玲,童保林,雷宏,顾世祥,刘志勇受保护的技术使用者：云南省水利水电勘测设计研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/20