1、在 泵 房 及 管 道 系 统 安 装 完 毕,往 往 会 发 现 在 系 统 运 行 时,当 在 停 泵、停 电 的 一 刹 那,管 道 系 统 会 有 一 个 很 大 的 水 的 冲 击 力,冲 击 着 水 泵、阀门 和 管 路,有 的 可 能 水 击 很 轻,但 有 的 却 很 严 重,更 甚 者 会 产 生 严 重 的质 量 事 故,例 如:阀 门 阀 瓣、水 泵 叶 片、管 道 系 统 等 被 水 击 击 碎、击 破,这 种 破 坏 就 是 水 锤 导 致 的。什么是水锤现象?水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。水流
2、冲击波来回产生的力,有时会很大,从而破坏阀门和水泵。水锤效应”是指在水管内部,管内壁光滑,水流动自如。当打开的阀门突然关闭,水流对阀门及管壁,主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑,后续水流在惯性的作用下,迅速达到最大,并产生破坏作用,这就是流体力学当中的“水锤效应”,也就是正水锤。在供水管道建设中都要考虑这一因素。相反,关闭的阀门在突然打开后,也会产生水锤,叫负水锤,也有一定的破坏力,但没有前者大。电动水泵机组突然停电或启动时,同样也会引起压力的冲击和水锤效应。这种压力的冲击波沿管道传播,极易导致管道局部超压而造成管道破裂、损坏设备等,故水锤效应防护成为供水工程关键性的工艺技术之一。水锤产生
3、的条件1、阀门突然开启或关闭;2、水泵机组突然停车或开启;3、单管向高处输水(供水地形高差超过 20 米);4、水泵总扬程(或工作压力)大;5、输水管道中水流速度过大;6、输水管道过长,且地形变化大。水锤效应的危害水锤引起的压强升高,可达管道正常工作压强的几倍,甚至几十倍。这种大幅度的压强波动,对管路系统造成的危害主要有:1、引起管道强烈振动,管道接头断开;2、破坏阀门,严重的压强过高造成管道爆管,供水管网压力降低;3、反之,压强过低又会导致管子的瘪塌,还会损坏阀门和固定件;4、引起水泵反转,破坏泵房内设备或管道,严重的造成泵房淹没,造成人身伤亡等重大事故,影响生产和生活。消除或减轻水锤的防护
4、措施对于水锤的防护措施很多,但需根据水锤可能产生的原因,采取不同的措施。1、降低输水管线的流速,可在一定程度上降低水锤压力,但会增大输水管管径,增加工程投资。输水管线布置时应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变。减少输水管道长度,管线愈长,停泵水锤值愈大。由一个泵站变两个泵站,用吸水井把两个泵站衔接起来。停泵水锤的大小主要与泵房的几何扬程有关,几何扬程愈高,停泵水锤值也愈大。因此,应根据当地实际情况选用合理的水泵扬程。事故停泵后,应待止回阀后管道充满水再启动水泵。启泵时水泵出口阀门不要全开,否则会产生很大的水冲击。很多泵站的重大水锤事故多在这种情况下产生。2、设置水锤消除装置(1)采用恒压控制技术:
5、采用 PLC 自动控制系统,对机泵进行变频调速控制,对整个供水泵房系统操作实行自动控制。由于供水管网压力随着工况的变化而不断变化,系统运行过程中经常出现低压或超压现象,容易产生水锤,导致对管道和设备的破坏,采用 PLC 自动控制系统,通过对管网压力的检测,反馈控制水泵的开、停和转速调节,控制流量,进而使压力维持一定水平,可以通过控制微机设定机泵供水压力,保持恒压供水,避免了过大的压力波动,使产生水锤的概率减小。(2)安装水锤消除器该设备主要防止停泵水锤,一般安装在水泵出口管道附近,利用管道本身的压力为动力来实现低压自动动作,即当管道中的压力低于设定保护值时,排水口会自动打开放水泄压,以平衡局部
6、管道的压力,防止水锤对设备和管道的冲击,消除器一般可分为机械式和液压式两种,机械式消除器动作后由人工恢复,液压式消除器可自动复位。(3)在大口径的水泵出水管上安装缓闭止回阀可有效的消除停泵水锤,但因阀门动作时有一定的水量倒流,吸水井须有溢流管。缓闭止回阀有重锤式和蓄能式两种。这种阀门可以根据需要在一定范围内对阀门关闭时间进行调整。一般在停电后 37 s 内阀门关闭 7080,剩余 2030的关闭时间则根据水泵和管路的情况调节,一般在 1030 s 范围。值得注意的是,当管路中存在驼峰而发生弥合水锤时,缓闭止回阀的作用就十分有限.(4)设置单向调压塔在泵站附近或管道的适当位置修建,单向调压塔的高度低于该处的管道压力。当管道内压力低于塔内水位时,调压塔向管道补水,防止水柱拉断,避免弥合水锤。但其对停泵水锤以外的水锤如关阀水锤的降压作用有限。此外单向调压塔采用的单向阀的性能要绝对可靠,一旦该阀门失灵,可能导致发生较大的水锤。(5)在泵站内设置旁通管(阀)在泵系统正常运行时,由于水泵压水侧水压高于吸水侧的水压,止回阀关闭。当事故断电突然停泵后,水泵站出口处压力急剧降低,而吸水侧压力则猛升。在此