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关于水锤，我们整理一些资料关于水锤，我们整理一些资料来源：网络，泵友圈编辑整理 最近后台常有粉丝问起水锤的内容，因此泵友圈特别整理了一些相关知识，希望可以帮助到大家。如果文中有错误或者不准确，欢迎留言指正。 水锤是什么？先看一个视频了解下。 壹 / 概念 水锤又称水击。水（或其他液体）输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停止、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象。 水锤效应是一种形象的说法.它是指给水泵在启动和停止时，水流冲击管道，产生的一种严重水击。由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流动自如。当打开的阀门突然关闭或给水泵停止，水流对阀门及管壁，主要是阀门或泵会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，水力迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水力学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后，也会产生水锤，叫负水锤，但没有前者大。 压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管道一样，故称为水锤效应。 贰 / 危害 由于水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍。这种大幅度压强波动，可导致管道系统产生强烈振动或噪声，并可能破坏阀门接头。对管道系统有很大的破坏作用。为防止水锤需正确设计管道系统，防止流速过高，一般设计管子流速应小于3m/s，并需控制阀开、闭速度。 因开泵、停泵、开关阀门过于快速,使水的速度发生急剧变化,特别是突然停泵引起的水锤，可以破坏管道、水泵、阀门,并引起水泵反转,管网压力降低等。水锤效应有极大的破坏性：压强过高，将引起管子的破裂，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。在极短的时间里，水的流量从零猛到额定流量。由于流体具有动能和一定程度的压缩性，因此在极短的时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高和过低的冲击。 叁 / 产生 水锤产生的原因有很多，常见的因素如下： 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。 7. 不规范的施工是给水管道工程存在的隐患 （1）如三通、弯头、异径管等节点的水泥止推墩制作不符合要求 按照《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》规定：φ≥110mm以上管道的三通、弯头、异径管等节点，应设置水泥止推墩，防止管道推移，“止推墩混凝土不宜低于C15级，并现场浇筑在开挖的原状土地基和槽坡上”。有些施工方对止推墩所发挥的作用，引不起足够的重视，他们在管道旁钉个木桩或楔个铁橛充当止推墩，有时水泥墩的体积太小或未浇筑在原状土上，有的止推墩的强度不够，结果管道运行中，止推墩无法发挥作用形同虚设，造成三通、弯头等管件推移错位后而损坏。 举例说明：假设一条φ500×16.8mm的管线上有一个90°的弯头，当管道工作压力0.4MPa时，那么90°弯头处的推力就是： T=1.57×dn2×Fwd×Sin(a/2) =1.57×46.642×4×Sin(90/2)=9658Kg 式中dn :管道内径cm，Fwd:内水压力Kg，a:弯头转角 由此可见，当φ500mm的管线运行压力0.4Mpa时，那么90°弯头处就产生9.6T的推力，如果此处水泥止推墩的强度不够，抗不住9.6T的推力而破碎，此处的弯头在失去止推墩保护的前提下，也会跟着破损；在给水管道事故中，因止推墩不符合要求而导致管件破损的现象相对较多，对此,施工方应给予高度的重视。 （2）未安装自动排气阀或安装的位置不合理 根据水力学的原理，起伏较大的山区或丘陵，在管道的高点，应设计安装自动排气阀，即使是地形起伏不大的平原地区，也要在挖槽时，人为的将管线设计出起伏，呈循环上升或下降，坡度不小于1/500，在每公里的最高处设计1-2个排气阀。 因为管道在输水过程中，管道中气体会逸出在管道高起部位积累起来，甚至形成气阻，管道中水的流速发生波动时，隆起部位形成的气囊将不断被压缩、扩张，气体被压缩后所产生的压强要比水被压缩后产生的压强大几十倍甚至上百倍(公众号:泵管家)，此时，这段存在隐患的管道，可能会导致下列情况的发生：
（3）沟槽与回填土不符合规定 沟槽不合格的情况在山区经常看到，主要是个别地段的石头较多，沟槽的开挖由人工凿成或炸药炸出，槽底严重不平并且有锋利的石头凸出，遇到这种情况，按有关规定，沟槽底部的石块应该清除并铺垫15公分以上的沙土，然后才能铺设管道，可施工人员不负责任或偷工减料，不铺垫沙土或者象征性铺垫点沙土,就直接把管道铺设在石块上面,当回填完毕通水运行后，由于管道本身的重量、竖向土压力、管线上面的车辆荷载,重力叠加,由管道底部一个或几个锋利凸起的石块支撑着,过分的应力集中,管道极有可能会在这个点处硌伤破损并沿着这个点直线开裂,这就是人们常说的“刻痕效应”。 常见的回填不合格，一是用较大的砖瓦石块当回填土直接抛砸在管道上；二是回填后不按《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》的规定，做夯实处理； 一次数九寒冬的季节在东北某省施工，管道安装完毕后，由监狱里服刑的犯人进行回填，回填土都是几十斤重的大冻土块，甭说回填的密度无法保证，仅这几十斤重的大冻土块直接抛砸在管道上，就已经留下不安全因素了，因为PVC-U管道的抗冲击性能与温度有关，温度越高，管材的抗冲击性能越强，温度越低，管材的抗冲击性能越差，所以，《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》中规定：温度低于-5℃时禁止施工，这样的违章施工，无疑为以后的管道安全运行埋下隐患。 肆 / 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 2. 设置水锤消除装置 （1）采用恒压控制技术 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(欢迎关注:泵管家)。一般在停电后3～7 s内阀门关闭70％～80％，剩余20％～30％的关闭时间则根据水泵和管路的情况调节，一般在10～30 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。在此差压下，吸水总管中的瞬态高压水即推开止回阀阀板流向压水总管的瞬态低压水，并使该处低水压有所升高；另一方面，使水泵吸水侧的水锤升压也得到降低。这样一来，水泵站两侧的水锤升、降压都得到控制，从而有效地减少和防止了水锤危害。 （6）设置多级止回阀 在较长的输水管路中，增设一个或多个止回阀，把输水管划分成几段，每段上均设止回阀。当水锤过程中输水管中水倒流时，各止回阀相继关闭把回冲水流分成数段，由于每段输水管（或回冲水流段）内静水压头相当小，从而降低了水锤升压。此项防护措施，可有效的用于几何供水高差很大的情况；但不能消除水柱分离的可能性。其最大的缺点是：正常运行时水泵电耗增大、供水成本提高。 版权说明：感谢每一位作者的辛苦付出与创作，《泵友圈》均在文章开头备注了来源。如转载涉及版权等问题，请发送消息至公号后台与我们联系，我们将在第一时间处理，非常感谢！ |
