焦点提醒：实例：中长距离输水管线压力管控聪明化革新。给水排水16 小时前2人认为都雅国内案例早报供水管网治理摘要:为提高中长距离输水管线的平安不变性，对修水县第三水厂22.6 km原水管线进行手艺革新，革新分为管线平安举措措施革新与压力管控平台搭建两部门。导 读为提高中长距离输水管线的平安不变性，对修水县第三水厂22.6 km原水管线进行手艺革新，革新分为管线平安举措措施革新与压力管控平台搭建两部门。经由过程革新，管线压力不变性得以进一步晋升，忽然掉电停泵时最洪流击增压波为稳 导 读 为提高中长距离输水管线的平安不变性，对修水县第三水厂22.6 km原水管线进行手艺革新，革新分为管线平安举措措施革新与压力管控平台搭建两部门。经由过程革新，管线压力不变性得以进一步晋升，忽然掉电停泵时最洪流击增压波为稳态压力的1.1倍之内，局部高点处负压也节制在公道规模内，有用下降了弥合水锤产生的风险，知足平安运转的要求。同时平台可实现压力预警反馈、爆管定位溯源、装备毛病诊断等功能，有用晋升管线平安运转能力和治理能效。 援用本文：李都望,黄有文,邓慧萍，等. 中长距离输水管线压力管控聪明化革新实践与阐发［J］. 给水排水，2023，49（3）：116-120. 中长距离输水管线产生水锤时，管道内局部压力可到达一般工作压力的几十倍，乃至更高，具有极年夜的粉碎性，常常形成漏水、停水，沉没四周建修建物，乃至引发更加严峻的灾难和丧失。安装常规的水锤消弭和排气等装配可在抱负状况下对管线起到必然庇护感化，但现实利用中爆管问题仍然频发，且贫乏及时监测数据，也没法预警和溯源。跟着人工智能/消息化数字手艺的兴旺成长，基数聪明化手段对长距离管线进行监控和溯源，对管线的平安运转起到了很年夜的感化，进一步下降了风险。 01 项目概况 项目位在修水县第三水厂取水和原水管，水厂设想范围为10万m³/d，近况一期5万m³/d。水源为东津水库，采取浮船取水，取水泵参数如表1所示，在2010年建成通水。原水管采取DN1 000 PCCP管道，管道壁厚60mm，糙率为130，空气阀安装环境见表2所示，该原水管还统筹了沿线3个乡镇3.2万m³/d的原水输水使命。按照2021年东津水库取水泵房取水量数据报表，最高日取水量达9.5万m³/d。 表1 水泵参数和数目 表2 原水管和空气阀安装位置 在丘陵地带，因为管线地形升沉和局部高点的具有，在停泵过度过程中管线局部会发生液体汽化或水柱分手，从而引发一系列急剧的压力瓜代起落，对管线的一般运转形成风险。修水原水管图1为修水三水厂原水管线高程，该项目管线距离长，线路翻山越岭，凹凸升沉年夜，最年夜落差跨越百米，原水管线除设置一些空气阀，并未设置其他压力防护和水锤消弭举措措施，多年运转进程中常呈现的环境有：①爆管频仍产生，从2018年至2020年，累计爆管次数达16次。②管线距离长，线路偏僻，巡线检验效力低，致使沿线排气阀因吹堵没法一般工作，积气严峻，影响输水效力和平安。 02 革新方案 2.1 问题阐发 经由过程现场踏勘和瞬态阐发软件摹拟分歧取水工况下的水力波动，成果注解：整条原水管线因为多处空气阀掉效，管线没法一般进排气，对多升沉管线，停泵易呈现水柱分手现象，管路中年夜量存气，在变乱停泵进程中或再次启动水泵时，因为管线中具有多处高点，管中易产生断流弥合，有可能发生年夜的压����APP力升高，激发爆管变乱。同时原水管材质也是影响身分之一，有多种缘由会致使PCCP钢丝受损或侵蚀，到达必然水平后就会呈现断裂，进而产生爆管变乱。 水力模子阐发软件采取了由Deltares开辟的首要用在管线的瞬态阐发研究的WANDA软件，该软件可实现一体化水力阐发和管道系统压力优化设想，经由过程水力建模和仿真阐发可供给快速靠得住的水管道系统的压力阐发。操纵该软件设定摹拟工况为：两台小泵一台年夜泵不变运转，忽然断电的停泵过度过程计较水锤阐发，设定计较工况水泵为：出口端设置有DN400多功能水泵节制阀（配小泵）和DN600液控止回阀（配年夜泵），设定止回阀为一阶段零流速快关和二阶段缓闭的关阀体例，2台小泵后止回阀7s快关阀门面积的90%，缓闭时候为10s时，封闭残剩的10%，总关阀时候为17s。1台年夜泵后止回阀7.5s快关阀门面积的90%，缓闭时候为10s时，封闭残剩的10%，总关阀时候为17.5s。 颠末阐发，如图1和图2所示，一般岑岭期两台小泵和一台年夜泵（总取水量为4 600m³/h）忽然掉电停启时，原水管线SS000FM处和SSJING803高点四周管段呈现负压，此中SS000FM处最年夜负压为-10m H2O，低在饱和蒸汽压，具有断流弥合风险。郭家滩处位在管线最低点，压力波动较年夜，最年夜压力水锤增压为稳态压力的1.4倍（该点一般工作压力为65m H2O，增压后到达91.8m H2O），接近PCCP管公称压力1.0MPa，同时，整条原水管线也贫乏科学的水锤防护和减轻办法，管线的全体平安性较低。 图1 仿真原水管线绝对水头压力包络线（革新前） 图2 仿真原水管线自在水头压力包络线（革新前） 2.2 手艺方案 2.2.1 优化管道进排气和水锤泄放装备 在长距离输水管道上应公道的安插空气阀，一方面能够削减管道中的负压现象，避免管路中发生水柱分手和再弥合水锤；另外一方面，空气阀还使空管初度充水阶段年夜量排气、管道一般运转阶段解除管内少许空气，是管道检验或变乱停泵阶段年夜量补气的需要装备，以确保进排气进程安稳，泄水畅达，削减系统的压力波动。 2.2.2 新增管道水力监控和平台扶植 在空气阀位置安装水锤监测仪和压力监测仪，进行及时监测。成立软件平台，并对供水管网进行3D建模，对水锤、压力波动和空气阀的动作及时监测，对非常状况报警、防止和问题的溯源阐发。 03 革新结果 项目手艺革新在2021年6月完成。经由过程改换和新增等体例共安装17个防水锤空气阀、5个角型空气阀、1个水击泄放阀、3个流量计和配套水锤检测聪明盒子和压力表等。防水锤空气阀采取DN200,1.0MPa,具有旌旗灯号长途功能，按照吸排气量主动实现高速排气、撙节排气、微量排气、负压吸气等功能,撙节塞起跳压差：5～35 kPa，浮球耐压5.2MPa。水击泄放阀采取DN200,1.6MPa,超工作压力20%开启。空气阀设置如图3所示。 图3 防水锤空气阀革新安插示意 数据平台基在管道GIS消息平台，搜集压力、流量和空气阀动作等数据。共有压力监测站点8个，流量检测站点3个，水锤监测站点11个。 3.1 水力瞬态转变结果 按照革新后一般岑岭期2台小泵和1台年夜泵忽然掉电停启时的仿真阐发，如图4和图5所示，管线全线水击增压波动规模较着减小，停泵时最洪流击增压波为稳态压力的1. 1倍之内。改换防水锤空气阀后，在两处局部高点有负压，SS000FM处最年夜负压为-2.2m，SSJING803处四周最年夜负压为-5.5m H2O，未到达汽化压力。 图4 革新后仿真原水管线绝对水头压力包络线 图5 革新后仿真原水管线自在水头压力包络线 经由过程现实监测数据，SS000FM点处负压最年夜为-2.5m H2O，与该点仿真阐发值附近；SSJING803点处最年夜负压为-1.4m H2O，比理论值偏小，可能缘由一：该点周边空气阀安装相对较为稠密，周边空气阀起到协助感化，可能缘由二：该点四周管道具有漏点，致使负压值获得节制。总之经由过程革新，两处负压亏弱点均未到达气化压力，改换防水锤空气阀后知足一般原水管线平安运转要求。 3.2 管线压力波动不变结果 统计阐发2021年5月10至2021年12月31日时候段监测数据，各监测点一般运转时的压力波动如图6所示。 图6 部门监测点稳态压力波动 因为管线最晦气点为取水水库坝顶，是以原水管线各检测点压力波动首要受取水量转变影响，经由过程平常运转时的监测数据，取水泵站一般运转时12个监测点压力在±5m H2O之间波动，经由过程革新，压力波动小，也提高了管道的平安性。 3.3 聪明化平台功能 平台建立理念依照“全体设想、同一尺度、资本整合、系统集成、共建同享、分级保护”等准绳，采取B/S架构，建立管控“一张图”，晋升水务焦点数据库的操纵率和操作的便利性，实现对管网的压力、流量等供水举措措施的一张图再现，一体化全进程决议计划阐发和及时监管，实现以消息化带动治理邃密化，周全晋升治理效能，如图7所示。根基功能包罗：数据的查询功能、装备及时监控功能、压力非常报警功能。 图7 压力管控聪明化平台界面 3.3.1 数据查询功能 聪明化平台基在管道GIS系统，包罗装备型号、安装定位、管道材质、埋深标高档静态数据都可在平台进行部位点击查询，可经由过程全体、局部等多种视角进行查看，便在工作人员第一时候把握全局和细部消息。别的对各检测点的压力、流量和非常统计等，都可进行查询。 3.3.2 装备及时监测功能 当装备非常时，例如空气阀微量排气毛病，其阀内水位会逐步降落，同时在有空气具有的环境下，压力波动会更急剧，是以系统捕获数据后按照设定捕获阈值进行鉴定，并在平台界面长进行告警，便在实时查看和追踪告警消息，可实时进行维修，保障平安运转，极年夜提高巡线检验的效力，有针对性处置长距离管线上各类装备问题。 系统不但可以或许对空气阀的吸排气动作进行监测，判定空气阀是不是起感化，同时能够对空气阀监测点处的管道压力进行监测，捕获对系统运转晦气的压力波动，帮忙用户领会系统的调剂进程是不是平安。 3.3.3 压力非常报警功能 当监测点压力降落的速度和规模跨越一般压力波动规模而且合适爆管设定的法则时，系统判定为疑似爆管或泄水事务，在判定为爆管或泄水事务的刹时，在平台界面上弹出告警通知，实时通知平台利用者，并在右下方设置告警列表，对汗青告警事务进行展并查询。同时按照爆管时各压力点的压力转变进行辨认，平台主动辨认出爆管产生在哪一个点位四周，并将成果推送至平台和利用者挪动端。 图8 爆管时四周监测点压力波动 2022年1月10日，郭家滩四周产生爆管事务，位在郭家滩年夜桥处的压力监测点反馈压力非常，平台主动辨认疑为爆管，并发出爆管警报，并在平台系统图上监测点位延续高亮闪灼，工作人员实时到现场进行排查，全部爆管事务的响应时候年夜年夜缩减，实时节制住了爆管变乱。 经由过程爆管事务产生前检测点压力波动进行反推，按照高程换算，爆管点稳态运转压力为79m H2O摆布，爆管前压力波峰值为86.9m H2O，而该段管材承压能力为1.0MPa，根基可解除压力太高形成爆管变乱可能性，斟酌管材质量和报酬可能为爆管首要缘由。 04 结论 经由过程对原水管线进行压力管控硬件举措措施革新和聪明化平台扶植，增强了管线输水压力的不变性和管控能力，聪明化平台具有的的查询功能、装备及时监控功能、压力非常报警功能，可有用提高治理效能，实实际时诊断，实时发觉问题，并针对性提出处理方案，提高输水平安性。 （1）经由过程革新，管线全线压力波动安稳，停泵时最洪流击增压波为稳态压力的1.1倍之内，知足相干规范平安运转的要求。现实监测中，局部高点处负压也节制在公道规模内，未低至气化压力，有用下降了弥合水锤产生的风险。 （2）经由过程平台在线监测，可实现压力非常预警和反馈，对爆管等突发环境可实时进行定位，有用处理丘陵地带中长距离管线漏点发觉时候滞后的问题，同时为过后溯源，供给无力根据。 （3）装备毛病诊断功能，极年夜提高巡线检验的效力，有针对性处置中长距离管线上各类装备问题，保障输水系统平安运转。
媒介：中长距离输水管线压力管控聪明化是指操纵现代化的消息手艺手段，对输水管线的压力进行及时监测、节制和调剂，以提高输水管线的平安性、靠得住性和经济性。今朝，中长距离输水管线压力管控聪明化已成为水务行业的热门和趋向。在近况方面，中长距离输水管线压力管控聪明化已在一些进步前辈的水务项目中获得利用，例如南水北调中线项目、西气东输项目等。经由过程及时监测和节制，能够包管输水管线的平安运转，避免压力太高或太低酿成的破坏和漏水等问题。在成长趋向方面，中长距离输水管线压力管控聪明化将会愈来愈普和和完美。跟着物联网、年夜数据、云计较等手艺的不竭成长，中长距离输水管线压力管控聪明化将会加倍智能化、主动化和集成化。同时，聪明化手艺的利用还将拓展到输水管线的水质、流量、温度等方面，以实现周全的管控和治理。实例：中长距离输水管线压力管控聪明化革新。
2人认为都雅国内案例早报供水管网治理摘要:为提高中长距离输水管线的平安不变性，对修水县第三水厂22.6 km原水管线进行手艺革新，革新分为管线平安举措措施革新与压力管控平台搭建两部门。
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