一种长距离大管径高海拔管道输水系统及操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种输水系统，具体是一种长距离大管径高海拔管道输水系统及操作方法。
【背景技术】
[0002]在我国经济高速增长，随着资源的价格提升，运输成本已越来越高，环境污染也越来越严重，因此大量采用管道输送。长距离管道输送业务在国内方兴未艾，由于其有节能环保、损耗低、均衡稳定等优势受到了越来越多的资源业主的欢迎。管道输送比公路运输费用低，可以满足现代工厂连续生产的要求，而管道的运行寿命为30年，所以经济效益比较可观。
[0003]管道运输是目前国家积极推广的节能减排和环保项目，符合国家的可持续发展要求，是国家产业政策支持的项目。管道输送费用比公路运输费用大幅度降低，除管道运输系统的自身运营成本费用外，不产生其他费用，管道输送系统通过监控系统实施管道输送系统自动化控制，采用管道输送，提高企业经济效益、降低费用成本的重要举措，因此，本发明具有不可限量的前景。
[0004]近年来干旱的频繁发生和长期持续，不但给各个地区的经济带来巨大的损失，还造成水资源短缺、河流断流等生态环境问题。旱灾影响范围已由农业为主扩展到工业、城市、生态等领域，工农业争水、城乡争水和国民经济挤占生态用水现象越来越严重。例如:特别是连续四年干旱，造成2013年抚仙湖水位创下了有观测记录以来的最低水位。玉溪中心城区、通海县、江川县、华宁县、抚仙湖周边多年平均水资源总量8.8032亿m3，按2010年人口统计人均水资源量706 m3，仅为全省人均水资源量4224 m3的17%，特别是中心城区和江川、通海等县区按照国际水资源丰富程度指标，人均水资源量小于500 m3，属于水资源严重紧缺地区。
[0005]随着国民经济的不断发展，玉溪中心城区、通海县城、江川县城、华宁县城、抚仙湖周边缺水问题也将越来越严重，缺水将严重制约着玉溪社会经济的发展。寻求“三湖”周边可用水源，实现在开发中保护高原湖泊，控制用水、控源截污、节水减排是保护治理的重中之重。但随着经济社会的持续、快速发展，城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高，抚仙湖、星云湖已经受到来自工业、农业及生活污水等多方面污染源逐渐增多的严重威胁，湖泊保护工作任重道远。由于主要水体水质恶化，玉溪市中心城区、江川县和通海县已成为水质性严重缺水地区。治理水环境、防治水污染、控制水质恶化，保护抚仙湖、治理星云湖的任务显得相当迫切和艰巨。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种长距离大管径高海拔管道输水系统及操作方法，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案: 一种长距离大管径高海拔管道输水系统，采用三级加压后到达高程2040.0Om后进入三级栗站出水池30，通过隧洞自流至高位储水池1，在通过输水主管、主干管连通管、输水干管及输水支管自流将水源点I的优质水资源调至严重缺水区域。输水段主工艺采用自流输送模式，在所有的高点均安装自动补排气阀，运行中会出现气阻现象造成野外管道的震动，当补排气阀发生故障时，出现拉真空，会产生弥合水击，严重时会造成爆管。为了防止出现上述现象的发生，采用可控制的满管流运行方式，即在终端出水口处采用活塞式流量调节阀，控制输送的流量，将水力坡度线抬高以保证所有高点均为满管流。
[0008]一种长距离大管径高海拔管道输水系统，包括水源点、一级栗站、二级栗站、三级栗站、三级栗站出水池、输水隧洞、高位蓄水池、管道及阀门、调节池、和低位蓄水池，所述倒虹吸段由水源点、电动闸阀A、输水管道、自动补排气阀A和电动闸阀B，其中一级栗站进水池的海拔高度低于水源点的海拔高度以形成倒虹吸结构；一级栗站由一级栗站进水池、电动蝶阀A、水锤泄放阀A、卧式离心栗A、电动栗控阀A、液控检修球阀A组成，一级栗站进水池的出水口连接卧式离心栗A的抽水端，卧式离心栗A的排水端依次连接电动栗控阀A、液控检修球阀A和输出管路，所述液控检修球阀A输出端的输出管路上设置带水锤泄放阀A的支管，带水锤泄放阀A的支管连接一级栗站进水池；所述一级栗站设置6台卧式离心栗A，6台卧式尚心栗A中4台为工作栗，2台为备用栗，且6台卧式尚心栗A与对应的稀油兄占连接；所述一级栗站中设置3组水锤泄放阀A，且每组水锤泄放阀A的输入端均连接一个手动球阀；所述二级栗站的入口设置自动补排气阀B和流量调节阀A，其它结构与一级栗站相同；所述三级栗站的入口设置自动补排气阀C和流量调节阀B，其它结构与一级栗站相同；所述一级栗站出水池通过输水管道连接，设置自动补排气阀D和流量调节阀C ;所述输水隧洞通过自流方式，隧洞入口连接三级栗出口水池，隧洞出口连接高位蓄水池；所述高位蓄水池的出水口通过输水管道连接低位蓄水池和需水点；所述高位蓄水池的出水口上设置电动闸阀A，输水管道的中部通过先分叉再合并的设计，有效起到消力作用，对管道保护；管道沿线起伏较大，因此在多处高点位置设置有自动补排气阀，多处低点位置设置有消力池，消力池的前端依次连接调流调压阀和蝶阀；所述调节池利用输水管道连接形成旁通管路，根据需要将低位蓄水池分离实施；所述低位蓄水池的进水口与输水管道的连接处设置带压力波动预放阀B和球阀B的管路至低位蓄水池；所述低位蓄水池出水口上设置电动闸阀B，通过输水管道和低位储水池、调节池连接至需水点。
[0009]作为本发明进一步的方案:所述长距离大管径高海拔管道输水系统的操作方法为:
(I)一级栗站进水池进水:
a、阀门的开启:当管道内充满水后，先开启倒虹吸段入口的电动闸阀A，再开启倒虹吸段出口的电动闸阀B，向一级栗站进水池6内灌水；
b、阀门的关闭:当一级栗站进水池灌水完成和当栗站停机后为避免水池的溢流造成水源的浪费，此时应关闭倒虹吸段出口电动闸阀B，再关闭倒虹吸段入口电动闸阀A。
[0010](2)栗站主栗启动操作步骤:
①、开机前检查:
a.现场IXU柜、主栗的各辅助系统供电正常，通讯正常并打在远程位置；
b.检测各级栗站进水侧的电动蝶阀A、电动蝶阀B、电动蝶阀C，各栗站出口侧电动栗控阀A、电动栗控阀B、电动栗控阀C，以及液控检修球阀A、液控检修球阀B、液控检修球阀C的供电正常，打在远程位置并无故障信号；
c.液控检修球阀A、液控检修球阀B和液控检修球阀C的两台液压栗打到自动位置；
d.软启动装置供电正常，无故障信号，软启动在远程位置；
e.各级栗站的栗组各检测元件无报警、故障信号；
f.水锤泄放支管上的手动球阀35处于打开状态，水锤泄放阀A处于关闭状态。
[0011]②、王栗启动步骤:
a.打开各栗站主栗进口处的电动蝶阀A、电动蝶阀B和电动蝶阀C，打开液控检修球阀A、液控检修球阀B和液控检修球阀C ；
b.打开各栗站主栗栗体上的排气阀进行排气，直到有水满管流出后关闭；
c.打开技术供水阀且流量正常；
d.启动稀油站34，稀油站34输出的流量和压力正常且保持3分钟；
e.启动主栗，主栗转速达到额定95%，栗腔压力达到额定压力90%；
f.电动栗控阀A、电动栗控阀B和电动栗控阀C打开，如果电机达到额定转速，栗控阀10秒内没有动作主栗将停机；
③、主栗启动后检测:
a.监测栗流量，与设计值比对；
b.监测栗转速，与设计值比对；
c.监测栗入口侧压力，用于检查NPSH值；
d.监测每一个叶轮腔体压力；
e.监测轴承振动，不超过4.5mm/s ；
f.监测每个轴承的温度，径向轴承和推力轴承报警温度100°C，紧急停机温度150° C ；
g.监测主轴摆度，不超过4.5mm/s ；
h.监测电机电流；
1.监测电机轴承温度一100° C报警，150° C跳闸；
以上检测数据正常，完成主栗启动。
[0012](3)主栗停机操作步骤:
a.给主栗停机令；
b.关闭电动栗控阀A、电动栗控阀B和电动栗控阀C；
c.在4秒内将电动栗控阀A、电动栗控阀B和电动栗控阀C关闭至90%，余下的10%在10秒内关闭，发送停机触发信号给电机；
d.当主栗正转速小于5%时，电动栗控阀A、电动栗控阀B和电动栗控阀C完全关闭；
e.主栗停止运转；
f.稀油站继续工作3分钟，充分冷却轴承；
g.停稀油站并关闭机械密封冲洗水。
[0013]作为本发明进一步的方案:一种长距离大管径高海拔管道输水系统，在主栗停机操作步骤中，当电动栗控阀A10、电动栗控阀B18和电动栗控阀C26关闭失效或者超时，液控检修球阀All、液控检修球阀B19和液控检修球阀C27介入关闭。在阀门关闭过程中，当产生压力波动时，且超出水锤泄放AS所设置的高低压时，水锤泄放AS会自动打开后自动关闭，有效确保保护管道。
[0014]作为本发明进一步的方案:一种长距离大管径高海拔管道输水系统，平衡一级栗站、二级栗站和三级栗站间水池水量，制定集控中心控制一级栗站、二级栗站和三级栗站连锁启停的方法，具体操作步骤如下:
(I)栗站的正常启动:首先管道内必须充满水，从每个栗站中四台主栗中的1#系列开始启动，当1#系列主栗启动成功后再启动2#系列，直到4#系列启动。
[0015](2)正常启动操作步骤:确认一级栗站、二级栗站和三级栗出口的流量调节阀A13、流量调节阀B21、流量调节阀C29为打开状态；
a.确认各栗站水锤阀前端三个手动球阀35为打开状态，三个水锤泄放阀AS、水锤泄放阀B16、水锤泄放阀C25为关闭状态；
b.确认各栗站高位水池水量充足，两台消防栗打自动，并保证管路通畅。
[0016]C、打开一级栗站的1#主栗、二级栗站的1#主栗、三级栗站的1#主栗的技术供水阀，保证主栗轴和油系统有冷却水；
d、确认一级栗站1#主栗出口的液控检修球阀All为打开状态，确认电动栗控阀AlO为关闭状态，打开主栗入口电动蝶阀A