長輸熱網隔壓熱力站斷電停泵水擊影響分析

1 概述

水泵停電時，泵前，因出現水擊壓力以及水擊波的傳播，管內壓力升高，有發生超壓的危險。泵后，因壓力降低易導致水的汽化，影響供熱安全

。

本文以設置雙隔壓熱力站(原始方案)、單隔壓熱力站(對比方案)的長輸熱網為研究對象，選取中繼泵站供水管出口易超壓點、回水管易汽化點作為研究重點，分析隔壓熱力站停泵水擊對長輸熱網的影響。

人的體溫約37℃，發出波長10uM左右的紅外線，紅外線通過菲泥爾濾光片增強后聚集到由熱釋電元件構成的紅外感應源上，感應源釋放電荷輸出電壓信號。熱釋電效應是因熱變化而產生的電極化現象，有些晶體受熱時，在晶體兩端產生數量相等符號相反的電荷。菲涅耳透鏡根據菲涅耳原理制成，將熱釋的紅外信號折射/反射聚焦到PIR上，檢測區內分為若干明暗區，進入檢測區的移動物體以溫度變化的形式在PIR上產生變化的熱釋紅外信號，電信號發生變化，靈敏度提高。

2 研究對象

2.1 原始方案

某長輸熱網以熱電廠作為熱源，設計供、回水溫度為130、30 ℃，設計質量流量為14 348 t/h。長輸熱網采用DN 1 400 mm供熱管道(1供1回)，設計壓力2.5 MPa，干管比摩阻為47 Pa/m，地面最大標高差為150 m。長輸管道設置1座中繼泵站，站內設置供回水加壓泵。長輸熱網在進入市區后分為2條支管進入隔壓熱力站，每條支管管徑DN 1 200 mm。支管1、2分別進入隔壓熱力站1、2，2條支管的質量流量均為7 174 t/h，比摩阻均為27 Pa/m。當地大氣壓力為94.74 kPa。

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① 在停泵后，與對比方案相比，原始方案易超壓點壓力水平更低，說明隔壓熱力站前分支使易超壓點的超壓風險有所下降。

本文對隔壓熱力站1發生雙路電源同時斷電的事故工況進行研究。當隔壓熱力站1雙路電源同時斷電發生停泵水擊時，在水擊波作用下，中繼泵站供水管出口(見圖2中點1)易出現超壓，將點1稱為易超壓點。由于隔壓熱力站1停泵后泵后壓力瞬間下降，在回水管某點(見圖2中點2)因壓力降低易導致水的汽化，將點2稱為易汽化點。

熱電廠、中繼泵站、隔壓熱力站地面標高、與熱電廠距離、水泵額定參數見表1。熱電廠至隔壓熱力站1的水壓圖見圖2。圖中點1為隔壓熱力站1發生停泵水擊時供水管的薄弱位置，點2為隔壓熱力站1發生停泵水擊時回水管的薄弱位置。

2.2 對比方案

停泵水擊采用流體動態分析軟件AFT Impulse進行模擬，該軟件可對不可壓縮流體(熱網循環水)進行瞬態分析，模擬泵、閥等突然動作時系統壓力瞬態分布。利用軟件提供的泵、閥、管子模型構建長輸熱網，將穩態運行狀態調整至圖2水壓圖狀態，模擬隔壓熱力站1回水加壓泵停泵后，易超壓點、易汽化點壓力波動。

3 模擬方法

水擊波的傳遞具有往復性，當停泵發生時，水擊波的傳播方向與供水管中恒定流的方向相反，水擊波為升壓逆行波。當升壓逆行波到達中繼泵站進口后，在中繼泵站進口形成一個以降壓為特征的水擊波沿供水管中恒定流向傳播，稱為降壓順行波(即升壓逆行波的反射波)。如此，水擊波在供水管中往復傳播。由圖1可知，原始方案供水管存在分支，與沒有分支時相比，相同時間易超壓點的水擊壓力不同。因此，筆者提出沒有分支的對比方案(工藝流程見圖3)，保持對比方案的熱電廠至隔壓熱力站1的水壓圖與原始方案一致。對比方案取消了隔壓熱力站2，對管徑進行了調整，比摩阻不變。隔壓熱力站1的回水加壓泵質量流量加倍。

4 模擬結果與分析

停泵后原始方案、對比方案易超壓點壓力隨時間的變化見圖4。由圖4可知，在停泵后，與對比方案相比，原始方案易超壓點壓力水平更低，說明隔壓熱力站前分支使易超壓點的超壓風險有所下降。

由以上分析可知，設置2座隔壓熱力站的長輸熱網可有效應對隔壓熱力站回水加壓泵停泵水擊的不利影響。

停泵后原始方案、對比方案易汽化點壓力隨時間的變化見圖5。由圖5可知，在停泵后，原始方案、對比方案的易汽化點均未發生汽化，原始方案的易汽化點壓力水平高于對比方案。

5 結論

原始方案長輸熱網工藝流程見圖1。由于熱損失，熱電廠130 ℃出水在經中繼泵站進入隔壓熱力站1、2前溫度降至128 ℃。在隔壓熱力站將市區熱網循環水由25 ℃加熱至123 ℃后，溫度由128 ℃降至30 ℃。最后通過隔壓熱力站回水加壓泵、中繼泵站回水加壓泵回到熱電廠。

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② 在停泵后，原始方案、對比方案的易汽化點均未發生汽化，原始方案的易汽化點壓力水平高于對比方案。

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③ 設置2座隔壓熱力站的長輸熱網可有效應對隔壓熱力站回水加壓泵停泵水擊的不利影響。

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