动态水力分析用于防止供热输送干线水击事故.docx

动态水力分析用于防止供热输送干线水击事故摘要：结合设计标准和工程实例，对动态水力分析在防止大管径、长距离、大落差供热输送干线出现水击事故的应用进行探讨。分析了动态水力分析对热网设计和安全运行的重要作用。关键词：动态水力分析；热网；输送干线；水击；运行ApplicationofDynamicHydraulicAnalysistoPreventingHeat-supplyTransmissionMainfromWaterHammerAccidentZHANGXiao-song，LILinAbstract：Combiningwiththedesignstandardandanengineeringcase，theapplicationofdynamichydraulicanalysistopreventingheat-supplytransmissionmainwithlargediameter，longdistanceandhighdropfromwaterhammeraccidentisdiscussed.Theimportantroleofdynamichydraulicanalysisindesignandsafetyoperationofheat-supplynetworkisanalyzed.Keywords：dynamichydraulicanalysis；heat-supplynetwork；transmissionmain：waterhammer；operation1概述在长距离的热网中，经常会碰到高差较大的起伏地形，为保证用户资用压力，通常会提高热网运行压力，或者在中途设置中继泵站。长距离热水热网是一个安装有泵、阀门、补偿器等装置的十分复杂的相对密闭的循环系统，易出现事故，如循环泵断电、管子、阀门损坏、阀门误操作等。在事故工况下，热网易出现剧烈的压力波动，甚至发生水击，严重时会产生巨大损失，因此应采取必要的水击防护措施[1]。CJJ34—2002《城市热力网设计规范》第7.2.8条规定：“一般供热系统可仅进行静态水力分析，具有下列情况之一的供热系统宜进行动态水力分析：具有长距离输送干线；供热范围内地形高差大；系统工作压力高；系统工作温度高；系统可靠性要求高。”动态水力分析是针对管道中的特殊情况(如事故工况)进行的瞬态压力工况分析。例如，长距离输送干线由于沿途没有用户，一旦干线上的阀门误关闭，则运行会突然完全中断；地形高差大的热网，低处热网承压较大；系统工作压力高时往往管道强度储备小；系统工作温度高时易汽化等。在这些情况下供热系统极易发生水击事故。水击发生时压力瞬变会造成巨大破坏，而且是突发事故，应引起高度重视。因此，有条件时应进行动态水力分析，根据分析结果采取相应措施，有利于提高供热系统的可靠性。CJJ34—2002《城市热力网设计规范》第7.2.9、7.2.10条规定：“动态水力分析应对循环泵或中继泵跳闸、输送干线主阀门非正常关闭、热源换热器停止加热等非正常操作发生时的压力瞬变进行分析。动态水力分析后，应根据分析结果采取下列相应的主要安全保护措施：设置氮气定压罐；设置静压分区阀；设置紧急泄水阀；延长主阀关闭时间；循环泵、中继泵与输送干线的分段阀连锁控制；提高管道和设备的承压等级；适当提高定压或静压水平；增加事故补水能力。”上述防止压力瞬变破坏的安全保护措施供设计参考，在具体的工程中应用哪种措施是有效的，应由动态水力分析结果确定。本文结合设计标准要求和工程实际，对动态水力分析在防止大管径、长距离、大落差的输送干线出现水击事故的应用进行探讨。2工程概况工程地点位于中国北方某市，该地区属丘陵盆地地貌(海拔320～370m)，四周山高(海拔400～600m)。属大陆性季风气候，供暖室外计算温度为-14℃。热源为热电厂，位于郊区，供热能力为518MW，热源出口管道规格为DN1000mm。由热电厂向市区供热，输送干线长度达到13.6km，且管道通过地区地形复杂，最大高差达到100m以上。为保证热网安全稳定运行，提高供热介质的温度，降低输送能耗，将热网分为三级，供热系统见图1。输送干线设计供回水温度为130、70℃，一级管网设计供回水温度为120、65℃，二级管网设计供回水温度为85、60℃。供热输送干线距离长、管径大、压力、温度较高，对可靠性要求较高。因此，在方案设计上，除了静态水力分析合理可行外，还应进行动态水力分析，避免出现重大事故。3设计方案3.1初步设计方案①热网布置及水压图初步设计方案考虑控制输送干线运行压力在1.6MPa以下，在中部设中继泵站一座，初步设计方案的热网布置及水压图见图2。②动态水力分析a.首站循环泵断电事故工况采用动态水力分析，首站循环泵断电事故工况下地形最高处供水压力曲线见图3，图中虚线为温度为