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关键词:监理履职;审计重点;审计方法
前言
工程监理制度于1988年开始在我国进行试点,到1996年在全国全面推行至今,已经作为我国与国际接轨的重要标志,为我国改革开放和现代化建设事业做出了巨大贡献。当然,该制度在推行过程中,也存在监理工作不到位等诸多问题。审计通过对工程监理在控制工程质量、工程进度、工程造价;进行安全管理、工程建设合同管理;协调各方工作关系等方面进行全面综合评价,查找工程监理工作存在的问题和原因,提出改进建议,以促进工程监理的监督、咨询水平。本文将从如何有效开展工程监理履职审计,真实反映工程监理履职效果,审计关注重点和审计方法确定进行探讨
1工程监理的基本涵义
“监理”一词是外来语,出自日本,在汉语词典与英语词汇里,均无明确定义,但这不影响监理作为一种国际惯例在全球一体化进程中发挥作用。具体来说,监理没有管理的权限,它只是一个中间环节,更多的是为业主实行监督和咨询的义务,疏理协调项目的管理使之更快、更准确、更完整的完成各项工作任务
在我国,什么是工程监理?国家住房和城乡建设部与国家质量监督检验检疫总局在联合的《建设工程监理规范》(GB/T 50319-2013)明确提出建设工程监理的定义:“工程监理单位受建设单位委托,根据法律法规、工程建设标准、勘察设计文件及合同,在施工阶段对建设工程质量、进度、造价进行控制,对合同、信息进行管理,对工程建设相关方的关系进行协调,并履行建设工程安全生产管理法定职责的服务活动”
2 工程监理履职审计的重点
监理单位除了要具备相应的资质外,还要严格遵守监理工作程序和要求,监理人员也要按要求持证上岗和开展工作,正确处理各方的利益和矛盾。因此,监理工作相对复杂,仍存在各种问题和不足。对工程监理履职情况进行审计和评价,审计人员除具备专业知识外,还应熟悉监理工作的程序和要求,掌握监理工程项目的情况,难度较大,审计工作不可能全面覆盖。为此,在开展过程中,要选择经济、社会效益影响大,多方工作关系协调复杂的工程项目作为审计对象,监理履职审计的重点就相对明确
1 严格执行监理资质审查
对于监理相关资质的审查,必须严格执行国家有关法律法规,其中,对工程监理企业承接项目监理资质要求,执行“建设部令第158号 《工程监理企业资质管理规定》(2007年版)”,企业不得从事超出许可范围内的工程监理活动;对工程监理人员资格证书要求,执行《建设工程监理规范》(GB/T 50319-2013)规定,监理人员必须在许可范围内从事工程监理活动
监理资质审查容不得半点马虎,国家为什么要推行强制工程监理?一个重要原因,工程建设好坏,不仅关系到国家经济发展,更关系到百姓民生,国家就是要通过监理企业作为第三方,严格按照法律责任的规定,制约建设单位和施工单位的建设行为,促进建筑市场规范化。监理企业是否有承接项目资质,监理人员是否有监理从业资格,将严重影响整个建设工程,不仅体现在建设工程是否合法合规实施,更决定了工程建设投资、进度与质量控制执行的好坏,这也成为监理履职审计的关注重点
2 现场施工监理执行情况
监理企业履职管理能力的高低,往往体现在对建设工程现场施工的监理执行力度上
首先,审查工程项目监理机构的建立、监理组织机构形式、监理人员构成等。其中重点关注监理制度是否健全;是否严格实行了总监理工程师负责制,有无正式任命文件;监理人员是否严格遵守职业道德、廉洁从业,有无诚信反馈意见;监理规划、监理实施细则是否合理编制并有效执行;监理资料(日报、月报、会议纪要、监理记录、进出场报验等)是否随工程进度同步收集整理;监理公章管理、使用是否合规等
其次,关注监理在施工阶段的审查工作。监理工作程序是否按要求制订,是否能体现事前控制和主动控制,是否真实体现监理工作效果;施工前监理是否审查承(分)包单位资质,安全生产许可证,施工组织设计(方案),质量、安全、技术等管理制度、施工人员资格证书,工程开工报验资料等记录;审查监理召开施工现场工作例会纪录,问题解决落实情况,各方信息沟通、资源共享是否顺畅;监理是否及时、有效协调各方关系,解决施工问题;下达工程停(复)工命令的依据以及执行整改情况,是否按规定签发监理书面决定等
最后,审查监理在施工过程中,对工程质量、工程造价、工程进度的控制是否有效。质量与安全控制方面:审查新工艺、新材料等的监理论证,隐蔽工程施工,质量缺陷检查整改情况,施工中存在的重大质量隐患处置,质量事故处理结果的跟踪与验收等;造价控制方面:监理人员是否严格执行施工合同,结合现场实际情况,履行审批程序,及时核实变更签证工作量,是否准确把握对设计变更、施工变更、工程量签证以及材料改代的确认。进度控制方面:审查监理审批、检查承包单位各项施工进度计划与实施情况,监理是否全过程进行了施工进度风险分析与控制,是否同步记录并随时向建设单位通报进度进展情况,是否采取控制优化工程进度措施等
3 竣工验收与质量保修期监理执行情况
工程收尾阶段,或者称之为基本完成阶段,监理工作表面看像是基本完成,然而恰相反,这时候的监理工作虽少,监理责任依然重大
审计工作需要做进一步延伸,关注该阶段可能出现的风险:监理是否及时审查承包单位竣工资料;监理是否对竣工预验收、验收过程中存在的问题提出整改意见并及时监督整改;监理是否按规定签署竣工验收报告;保修期内,监理是否对工程质量缺陷进行检查、记录、验收和分析等
4 工程项目监理收费
工程监理是一种有偿的工程咨询服务,它即不同于施工单位的直接生产活动,也不同于建设单位的直接投资活动,它通过服务于建设单位的工程项目,来获取服务性报酬,这一活动严格按照监理合同和其它有关工程建设合同来实施的,是受到法律约束和保护的
为此,在监理履职审计过程中,对工程监理费计取依据合理与否,工程监理费结算及时与否,以及工程监理费实际到帐对监理企业的影响等方面,均应做相应审查
工程监理履职审计的基本方法
审计方法的选用应能体现最佳审计效果,同时能够满足审计实施过程中取得证据的完整性、客观性、相关性需要。在工程监理履职审计过程中,建议使用以下方法
1、综合信息获取方法
查阅并分析相关资质证书、管理制度、会议记录、日(周、月、年)报、年度工作总结,抽查经济合同、网络新闻信息资料、廉政建设管理、效能监察资料、举报台账等,这种方法突出综合性,优点是获取资料信息相对全面完整
今年,职称申报工作根据省职改办《关于调整高级职称申报职数管理方式的通知》(鄂职改办函〔2017〕13号),《关于开展2017年度全市职称申报评审工作的通知》襄人社发﹝2017﹞49号文件精神,我们主要做了一下几点:
1、今年市职改办不再向各县(市、区)下达评审单。实行岗位管理的事业单位人员,原则上要在单位岗位结构比例内申报。我们认真执行,严格控制,年初把拟申报数量报市职改办备案。
2、职称外语和计算机应用能力考试成绩不作为专业技术职务任职资格申报评审的前置必备条件,医古文、古汉语参照执行。确实需要评价外语水平、计算机、医古文和古汉语能力的,由各专业评委会或用人单位聘用时自主确定。其中,由各专业评委会自主确定的,评审前,高级报省职改办备案,中初级报市职改办备案。2017年以前已经取得职称外语和计算机合格证书的,可与评审材料一起提交,供评委会参考。
3、虽然无指标限制,但不突破去年的申报数并根据我县各个事业单位岗位设置情况,职称申报采取超岗位职数的单位实行差额分配、未超岗位职数的单位实行等额分配的方案实施,取三年来的平均数申报,
今年职称制度改后矛盾将不断突出,一方面是个人申报热情的高涨,二方面是受单位岗位设置限制,一大批人员取得了高一级职称未被聘用到相应岗位。我们也在积极想办法争取,为超岗位职数的单位争取一定的申报名额,尽最大努力为广大的专业技术人员服好务。
今后,我们将在职称申报工作中将严格执行省、市指导意见的基础上完善好政策申报制度,做到公平、公正、公开,更好的服务我县专业技术人员。
2017年年初申请申报计划:
1、教育系统(下属25家事业单位)符合晋升正高级职称10人,拟申请申报正高职数2个;
符合晋升副高级职称514人,拟申请副高职数80个;
符合晋升中级职称315人,拟申请中级职数120个。
2、卫生系统(下属20家事业单位)符合晋升正高级职称2人,拟申请正高职数2个;
符合晋升副高级职称38人,拟申请副高职数38个;符合基卫高条件15人,拟申请10个;
3、其他103家事业单位符合晋升副高级职称14人,拟申请副高职数14个;
符合晋升中级职称120人,拟申请中级职数75个。
我县2017年拟申报职数正高4个,副高134个(含基卫高10人),中级195个。
2017年拟申报计划(正在进行申报中):
根据2017年7月24日局行政办公会讨论意见:
1、教育系统(下属25家事业单位)拟申报正高2个;
拟申报副高45个;拟申报中级40个。
2、卫生系统(下属20家事业单位)拟申报正高2个;
拟申报副高20个;基卫高拟申报10个;
水文、环境以及工程地质的研究属于公益性、基础性的工作,事关国家生态管护、环境保护、资源安全等经济社会发展。目前,国家正处于经济社会转型的关键时期,我们必须顺应国际大趋势,多学科综合研究,依托高技术,解决、探索人类所面临的一系列科学难题,为此水文地质、环境地质以及工程地质必须要向着科技化方向发展。
一、水文地质、环境地质、工程地质概述
(一)水文地质
水文地质是地理学分支学科,指自然界中地下水各种运动和变化的现象。对于水文地质的研究主要有两个任务:治水、找水。目前在找水方面,主要利用岩溶裂缝水和第四系含水层,取得的效果非常好。对于碎屑沉积岩、深浅变质岩、新老火山岩以及碳酸岩分布的研究,对导水、容水构造方面的寻找都取得不错成绩。例如,利用激发极化衰变场法,确定玄武岩裂缝含水区井位,利用电场选频法找水、确定井位,对全国地区水资源运用起到巨大作用,有效推动了经济发展。
(二)环境地质
环境地质这一词最初起源于20世纪中叶,是为了解决地面沉降、泥石流以及滑坡等方面而提出的。环境地质研究的主要内容和任务是对大面积灾害地质的调查、对国民经济开发区和主要交通干线进行评价分析,采用科学的环境地质探测方法,可以在一定程度上减少自然灾害对人类的威胁。目前来看,我国环境地质研究在地面水源、土壤污染、以及地下污染方面取得了不错成绩,为日后的环境污染治理提供了大量研究资料。
(三)工程地质
对于工程地质的研究主要是为工程应用而服务,主要的研究内容包括,地震、岩体稳定性、地质灾害等等。在建筑中,对于地基土的要求非常严格,因此对于工程地质的研究显得非常有意义。目前来讲,对工程地质的勘察探测方法是多样的,具体包括:地质雷达测量、微震测量、井中和地面测温以及声波法等等。在工程施工中,工程地质学发挥着无可替代的作用,如路基地基压实检测、隧道衬砌检测以及桩基质量无损检测、地质构造检测等等。
二、水文地质环境地质以及工程地质的科技化发展方向
(一)水文地质环境地质以及工程地质科技化发展所要遵循的线索
根据我国经济发展状况以及国情,水文地质环境地质以及工程地质科技化发展应该遵循以下三条线索:
1 科学化发展方向应该以国家重点工程为依据,具体包括,南水北调、西北水资源三峡工程等等。
2 科技化发展应该以为政府职能服务、为履行政府法律作为方向。政府职能服务包括地质环境监测、地下水监督利用等等。政府法律包括,环境保护法、水资源法以及矿产资源法等等。
3 科技化要向多学科延伸。对于水文地质环境地质以及工程地质的研究,实质上就是利用地质学基础知识在环境科学以及土木工程学上的应用,由于在工程建设中所涉及专业领域比较广、比较复杂,这就要求向多学科延伸。
(二)水文地质环境地质以及工程地质科技化具体发展方向
1 隧道工程。军事工程、地下铁道、采矿工程、水利工程、公路以及铁路等等都包含隧道工程,并且是必不可少的。对于铁路建设来说,我国已经有60年余年的历史,其中在隧道建设方面遇到的主要问题就是岩溶地层止水问题,最典型的就是大瑶山隧道建设,其隧道长度为14.925km,通过岩溶区深埋为400m~500m左右,长度在1km左右,曾经在20世纪90年生过一次重大的涌水涌砂事件,造成铁路瘫痪,因此国家提出了关于隧道深层岩溶治水技术相关的研究课题,其中大部分都属于水文地质环境地质以及工程地质相关知识,此课题的提出充分体现了科研为生产服务、生产和科研相结合的科技化发展方向,因此,在今后的发展中应该充分突出这一主题。
2 岩石边坡。边坡问题在水库回水、水利工程坝基、水运航道、公路沿线、铁路工程中表现的非常普遍,影响岩石边坡的主要因素包括,河谷外鼓、河谷卸荷回弹、采煤活动对上覆地层的影响、硬岩地层中软弱夹层的风化以及长河谷下沉对边岸的影响等等。
3 填海造地和围湖造田。为了扩大耕地面积,实施了大量填海造地、围湖造田的项目,由于缩小了胡泊的实际面积,从而促使泥沙积累速度加快,水文地质与环境地质发生变化,水灾严重、洪涝不断,为解决此问题,应该加强这一方向水文地质与环境地质科技化发展。
4 干旱地区地下水开发。我国干旱地区主要集中在西部地区,主要包括:柴达木盆地、河西走廊、鄂尔多斯盆地等等。当前的水资源系统主要模式是,雪山融水进入水库,然后从山前沿着河道向地下渗入,最后从平原地区溢出,最终形成绿洲,在今后发展上要从农业灌溉、地下水与地表水的人工改进上做进一步的调节。
5 为规划服务。近些年来发展起来的水文地质环境地质以及工程地质工作,更多是为规划服务,呈现出多种多样的形式。具体包括,中国地质灾害图、全国环境地质图系以及图文结合的中国重点城市地下水资源开发利用对策等等,为工程的建设与发展提供了科学的依据与资料,在今后的发展中仍然要以此为方向。
关键词:变电站,土建施工,质量控制
Abstract: quality is life, in substation construction project management, we must stand in the enterprise survival and the development height to realize the significance of the construction quality, adhere to the "quality win" business strategy, scientific management, the standard construction, improve the quality of civil engineering transformer substation. Good engineering quality is in construction process to make step by step, and not on the final test it out. In order to put the good engineering quality, should with misleading afterward inspections from control to beforehand control, accomplish truly "prevention first" purpose, analysis to discover each procedure common problems, countermeasures study and propose treatment method, improve the quality of each construction process control.
Keywords: substations, civil construction, quality control
中图分类号: TV523文献标识码:A文章编号:
1.变电站土建施工原则
1.1严格控制质量,提高进度
本着创造优质工程的目标,在进行工程建设的时候,严格执行质量体系程序文件中的有关程序及国家规定的施工要求。对关键部分、薄弱的环节、施工技术以及安装的工艺技术、质量的攻关与工艺改进活动等,发动施工管理人员、班组负责人、技术骨干积极参与,共同探讨总结,采用科学的、严格的管理办法和措施。对施工的技术要求、施工方案、质量标准等加以详细说明,使施工人员心中有数;同类工作大范围施工前,工程技术人员应与施工人员一道,设置施工工艺样板,以样板作为参照,指导工人施工及现场对比纠正。坚持三级检查规则,设置质量跟踪卡,上道工序未经检查合格前,坚决不能进行下一道工序施工;定期的向工程法人和监理工程师汇报工程质量情况;配合法人与监理工程师的检查、验收工作,同时,提供必须的检查条件及检测手段。
1.2严格对流程的控制,细化措施
变电站工程,特别是运行站,所有项目的共同特点是风险指数极高,危险源很多。小小的失误有可能造成电源点至电网或者用户的一系列事故。所以,电力行业的安全施工必须严格要求,现场要布置的井井有条,材料应该分区堆放,各类安全标识要齐全;各层工作人员要统一着装,依据规定佩带各自的安全帽;每周进行安全教育,每天都要坚持班前的安全会;组织工人的进行安全学习考试,设置奖励措施,对成绩优异者给予物质等奖励。
2变电站土建工程施工的特点
2.1资金投入大,技术含量高。变电站土建施工与普通的土建施工相比,其精密程度和涉及到的设备以及综合自动化程度更高,很多项目都有着专业的施工技术要求。
2.2地质、地形条件限制较大。新建变电站的选址一般都是根据整个供电系统的需要,变电站站址的选择是根据系统的需要,选择供电网络的某个区域建设,在网络的某个区域布点。因为这样的布点,很容易出现地形和地质条件复杂的情况,造成变电站的土建施工建设难度提升。
2.3变电站土建施工一般占地面积较大,站内都有种类繁多的建(构)筑物,这些建筑物结构独立又互相关联,根据变电站的电压等级、设备布置方式以及出线规模的不同,土建施工的任务也有很大的区别。
2.4变电站土建工程质量主要由可行性研究、初步设计、施工设计等阶段的工作决定的,变电站土建施工的特殊性决定了要想保证施工的质量,必须由多方共同协调参与,才能保证。
2.5参与变电站土建施工的单位较多,包括业主、设计单位、施工企业、设备供货商、监理方以及调试单位,监理方的主要工作是土建施工现场协调及监督。
3施工准备阶段
3.1组织机构:要提高工程的质量,人是第一要素,必须要有一个懂业务、强有力的项目部,选好项目经理是首要的,项目经理不但要懂管理、懂技术、更要责任心强。要有一批熟练各专业的管理人员和技术工人。这些是保证土建工程质量的首要条件。
3.2技术准备:重视施工图纸的会审质量。项目部的各人员要认真仔细的审阅施工图纸,记录好施工图纸中的问题。特别要注意土建与各专业的配合衔接。水电、通讯、通风、消防、监控系统等施工都会提前在土建施工阶段实施预埋管线或预留孔,尽量避免相互不协调,事后打凿墙体。在图纸会审中认真听取设计单位人员对施工图技术交底以及回答施工图中的问题。
工程开工前,由项目总工或技术负责人组织对整个变电站土建工程进行全面的技术交底。各分项工程施工前,由项目技术负责人向参加该项目施工的所有施工队班组和配合工种进行技术交底。交底的内容包括图纸交底、施工组织设计交底、分项工程技术交底和安全交底等。通过交底明确变电站工程的基本情况,总体的布置,有几个电压等级,各个电压等级有几个间隔。各个间隔设备基础轴线、尺寸、标高、预留孔洞、预埋件、材料规格及混凝土配合比等技术要求,明确工序搭接、工种配合,施工方法、进度等施工安排。明确对质量、安全采取的措施和要求。
3.3工器具准备:大量采用先进的、合适的工器具、施工机械及检测工具,对控制施工质量、加快施工进度都有很大的帮助。工程施工人员在工程开工前应积极进行工器具的选型,淘汰旧的工器具及施工机械、检测工具,确定具体的施工方案及工艺做法。
4变电站中主控制楼存在的问题及预防措施
4.1土方及基坑工程:重点检查是否开挖到了持力层,是否存在边坡塌方问题。预防措施是:根据地质报告估测持力层的深度,对基底进行扦探,防止把场地平整时的压实填土当作原状土,严格执行地基验槽、基础隐蔽工程的验收程序。严格按设计要求和根据土质情况按现行的施工规范要求放坡,严禁在基坑边堆土和存放材料,避免车辆和机械设备的振动。
4.2地基及基础处理工程:需注意的是浇筑基础混凝土时基坑是否有积水,水泡的软弱层是否清理完毕。由于我们地处南方,雨水多,雨季施工基础必须清干基础的积水,清理完水泡软的土层,方可施工。基础混凝土基础施工完毕,要尽快对基础进行回填,严防不及时回填基础导致雨水积在已浇筑了混凝土的基坑槽内,如长期积水下渗,会影响地基承载力。我们常采用的地基处理方法人工挖孔桩必需注意施工安全问题,做好通风和防吊桶坠落,需要配足完好的鼓风机和抽水机,开工前十分钟和施工过程中必须对孔桩内进行抽水鼓风。吊桶的吊绳和桶钩每天进行检查,绞轮必须有防飞车装置。在孔桩的质量方面注意钢筋笼是否变形,保护层不够等问题。这方面的预防措施是:钢筋笼采用分段制作,吊入孔时再分段焊接,钢筋笼设置加强箍筋,防止在搬运和吊装中变形,在钢筋笼周围放置一些混凝土垫块,混凝土垫块的厚度要根据保护层来设定。
4.3砌体工程:砌体工程控制的问题是,砖缝砂浆不饱满,特别是竖缝,砂浆不饱满比较普遍,砂浆与砖不粘结不好,灰缝过厚,墙体留搓不设置拉结钢筋,预埋管线、预留孔洞、预埋件等漏缺。预防措施是:加强对砌砖人员的培训,规范操作,砌筑烧结砖和多孔砖时需提前一天淋水,砖要湿透晾干,砌墙前先测所砌部位的墙面标高,要设置皮数杆,所购买的砖外形尺寸要符合要求,每几皮砖通一次线,及时发现标高偏差,灰缝误差。对预留槎口要统一规划考虑,不要随意留槎口,要按规定设置拉结钢筋。填充墙砌至梁底板底时,要留一定的空隙,填充墙砌筑完毕15d以后,才可将其补砌,补砌需挤紧,补砌时,双侧竖缝用高标号水泥浆嵌填密实。加强各专业协调配合,专人检查预埋管线,预埋件的安放,预留孔洞的预留。
4.4混凝土工程:需重点控制的混凝土蜂窝麻面,梁、柱、墙胀肚起鼓,钢筋搭接绑扎质量。预防措施是模板及支撑系统必需设计好,牢固可靠成一整体,禁止模板支撑和脚手架同为一个系统,模板及支撑要有足够的刚度和稳定性,梁、柱的龙骨的截面要足够大,龙骨间距根据梁柱截面定,一般控制在50cm内,卡具要足够。混凝土要按配合比下料,控制好塌落度,浇筑时要均匀下料,严格控制浇灌高度,加强对振捣人员的培训,控制振捣时间和方法,防止漏振又要防止过分振捣引起模板变形。钢筋加工的绑扎要严格按图施工,钢筋的接头必需符合施工图纸及施工规范要求,钢筋绑扎完毕后,要认真做好验收工作,做好隐蔽工程记录。架空铺好混凝土运输的脚手架,严禁施工人员踩上绑扎验收好的钢筋。
4.5楼地面工程:注意的问题是地面下沉,地面施工前要清理干净垃圾、松土,特别是膨胀土,要进行换土处理,填土要分层夯实,控制好填土的含水量。预埋件、预埋孔洞、预埋管线等漏缺,标高及定位尺寸偏差大。
4.6抹灰工程:一般容易发生裂缝和空鼓的问题,采取的措施,抹灰前烧结砖墙要预先淋水湿润表面晾干,混凝土面要做喷浆处理,在不同材料的交接处,铺钉铁丝网,抹灰要分层进行,严禁一次抹成,严格控制每遍的厚度不超过要求,每层抹灰的间隔时间不宜过短,要得等前层达到7~8成干时方可进行下层抹灰,严格按照配合比的要求搅拌砂浆,控制好砂浆的稠度。抹平后控制好最后收浆的时间,消除因砂浆收缩而产生的裂缝。
4.7层面防水:问题是起鼓和渗漏,采取的控制办法是所选用的防水材料必须有出厂合格证或检验报告,现场取样送检各项性能指标应符合规范要求。卷材施工前,屋面基层或保温层表面必须清理干净,干燥,泛水、落水窗口、伸缩缝等的防水构造处理必须认真细致,符合要求。基层处理剂必须刷透,卷材才能与基层牢固粘结,卷材的纵横搭接要符合规范要求,接缝处应封闭严密。
5结语
关键词:供水工程;水锤;空气阀
Abstract: With supplying water from increasing progress of manufacturing engineering as electrical machinery,more and more miniaturized , light quantization of the water pump assembly, the pressure is managed the safe operation of one has already become the focal point studied. Pass article it set up water pump and air valve mathematics model of border,because of the numerical simulation of the computer is in the hope of optimizing butterfly valve closing and positioning air valve and quantity,combine the project instance and propose supporting the river system operation system of the economic security of interconnected system.
Key words: water supply project;water hammer;air valve
1 供水工程水力过渡过程数值模拟研究的目的
压力管路的安全运行,是设计者必须首先考虑的问题,在设计阶段,数值模拟管道过渡过程的方法不失为一种既经济又安全的方法。文章研究目的:建立水泵边界、蝶阀边界、空气阀边界及运行方式边界条件的数学模型,通过计算机数值模拟优化蝶阀关闭,并结合工程实例计算确定空气阀位置,对蝶阀加空气阀的联合防护措施进行模拟,提出供水系统经济合理的运行制度。
2 水力过渡过程数值模拟的原理
2.1 特征线法的计算原理
文章利用特征线法将运动偏微分方程和连续偏微分方程变换为全微分方程,用差分方法借助计算机算出任一瞬时各断面上的水力参数。
设A、B和P为管道上两个相邻的断面,断面间的距离为x。如果在t0时刻A断面和B断面处的水头H和流量Q己知,根据下列正、负水锤特征方程联立求解,即可求得t0+t时刻的管中p断面的水头H和流量Q,即:
A:管径过流断面积。
联立求解方程式(1)和(2),即可根据管路A点和B点在t0时的已知值QA、HA、QB、HB,求出t0+t时的管路P点的QP、HP值为
2.2 空气阀边界条件
假定:①空气等熵地流进流出阀门;②管内气体的变化遵守等温规律;③进入管道的空气留在它可以排出的阀附近;④液体表面的高度基本不变,而空气的体积和管段里的液体体积相比很小。流过空气阀的空气质量流量分下述4种情况:
当不存在空气及水压高于大气压时,空气阀接头处的边界条件就是Hpi和Qpi的一般内截面解。当水头降到管线高度以下时,空气阀打开让空气流入,在空气被排出之前,气体满足恒定内温的完善气体方程:
式中:V0:时刻t0的空穴体积;
Qi:时刻t0流出断面i的流量;
QPi:时刻t流出断面i的流量;
QPXi:时刻t0流入断面i的流量;
QPPi:时刻t流入断面i的流量;
Ma0:时刻t0空穴中空气的质量;
Ma0':流入或流出空穴的空气质量流量;
Ma':时刻t流入或流出空穴的空气质量流量。
其中,Ha:大气压头(绝对压头);
r:液体容重;
Z:空气阀位置高程。
3 禹门口提水东扩工程二级泵站工程实例
禹门口提水东扩工程位于山西省中南部,是向临汾、运城六县市(新绛、稷山、襄汾、侯马、曲沃、翼城)工农业以及农村生活供水的保障性给水工程。年农业供水量(包括汾河生态用水)
8 095万m3,工业供水8 031万m3,总计1.61亿m3。
工程干线起点位于新绛县的禹门口提水工程二级干渠光马渡槽末端,终点位于距翼城县城6 km的西梁水库。其间分别设置了向襄汾原井灌区供水支线、新绛供水提水支线、侯马和曲沃分水口、汾河生态补水输水支线、侯马北庄灌区分水口、浍河灌区供水支线等。另在禹门口提水工程二级干渠桩号Q44+324处,设置了向稷山汾南灌区供水支线。工程沿线共布置调蓄水库2座,提水泵站4座,主管线全长48.8 km,支管线总长20.0 km,输水干渠总长11.4 km,支渠总长34.3 km。
(1)禹门口东扩提水工程二级泵站主要技术资料见表1。
(2)输水管线系统:长度为13.58 m,管材为PCCP管,管径为1.8 km,管道流量为5.065 m3/s。
(3)二级泵站工程平面示意,见图1。
(4)水泵出口液控蝶阀资料。
本模拟计算中资料取自蝶阀生产厂家提供并且常用的蝶阀的特性资料,见表2。
4 二级泵站水力过渡过程数值模拟的结果及分析
(以下所有描述全部以泵系统最不利工况进行说明,所用全特性曲线是利用BP神经网络预测的结果。)
(1)水锤波传播速度及摩阻,见表3。
压力主管道水力过渡过程的数值模拟以调整播速法,计算方式上,以偏微分方程下的迭代求解进行检验,以供水泵站工程的相关技术规范为标准进行。根据设计单位提供的压力主管道钢筒混凝土管(PCCP管)的糙率是0.0125,由于水力过渡过程计算中采用摩阻系数,经计算得:钢筒混凝土管的摩阻系数是0.0166。
(2)泵出口阀门拒动作(阀门不关闭)工况。本工况反应了当出口阀门在需要关闭时无法正常关闭工况下的水泵特征量,见表4。
从表4可以看出,在发生事故停泵后第29.13 s,水泵开始倒流,在发生事故停泵后的第31.63 s,水泵开始倒转,最大倒转转速74 r/min,为额定转速的0.08倍,没有超过《泵站设计规范》要求的“水泵倒转转速不得超过额定转速的1.2倍”的要求,最大压力为195.8 m,为额定压力的2.38倍,不满足《泵站设计规范》“水泵最大压力不得超过额定压力的1.3~1.5倍”的要求。为了保证水泵机组的安全,应采取其他措施以防止泵出口无阀门防护或是当阀门拒动作时,机组的长时间高速倒转,并且应采取合理措施以保证管路安全。
(3)泵出口蝶阀优化关闭工况。在选择阀门关闭程序时,以两阶段关闭,快关角度和快关行程,慢关角度和慢关行程来控制管道的压力和水泵机组的倒转转速。计算的最优关阀结果见表5。
由计算结果可见,蝶阀有效遏制了水泵机组的倒转现象,但同时也必然加剧了水泵出口的压力升高,二级泵站同型号并联泵同时停泵时泵出口最大压力为稳态时的179.1%,达到147.2 m。最大压力将接近管道压力等级,最小压力也接近汽化压力,应注意加固保护,可以通过安装进排气阀来实现。
(4)泵出口蝶阀加排气阀联合防护工况。长输水管路的凸起处在停电和停泵后水压常常降到蒸汽压力以下,引起液体局部汽化产生空泡,出现水柱拉断现象(也就是产生真空),为了保护管路,沿管路凸起处可以设置进排气阀。进排气阀的作用是当阀门处管内压力降低到低于大气压(或预先规定的最小压力)时,阀门打开让空气进入;当管内水压增加到大气压以上时,阀门允许空气逐渐流出。在一般情况下,这种阀门不允许液体漏入大气,在排除管道中的空气时具有自动关闭的功能。下述计算中,所采用的空气阀直径为0.3 m,进气流量系数为0.95,排气流量系数为0.65。
据计算机模拟试算,建议安装9个空气阀后该工程可达到安全规范要求,桩号为:23+248;23+927;29+020;30+038;31+736;33+433;34+112;34+452;35+470。计算结果见表6。
在装设9个进排气阀后,管路压力符合安全规定。由于工程设计中根据管道压力分布布置了不同压力等级管道,本计算对各管段内可能出现的最大压力进行复核计算,均满足要求规范。
(6)压力管线压力分布的包络图,见图2。
5 研究结论
(1)计算结果说明,蝶阀在优化关闭程序后可以有效防止供水机组的倒转现象,在一定程度上可以减小供水系统的水锤压力,从系统安全运行、水锤防护的设备制造及本模拟计算的结果综合考量,说明本供水系统选用蝶阀防护的方案是可行的、合理的。
(2)由于泵站工程的机组转动惯量较以往使用的机组转动惯量小10倍之多,水锤压力较大,因此必须研究加强水柱分离的防护措施。