管道中水錘的危害及防範措施

水錘現象

     水錘是在突然停電或者在閥門關閉太快時,由於壓（yā）力水流的慣性,產（chǎn）生水（shuǐ）流衝擊波,就象錘子敲（qiāo）打一樣,所以（yǐ）叫水（shuǐ）錘。

     泵站水錘有啟動水錘、關閥水錘和停泵（bèng）水錘（由於突然停電等原因形成的）。前兩（liǎng）種水錘在正（zhèng）常操作程序下，不會引起危（wēi）及機（jī）組安全的問題。後者形成的水錘壓力值往往很大，從而釀成事故。

停泵水錘

     所（suǒ）謂停（tíng）泵（bèng）水錘是指突（tū）然斷電或其他原（yuán）因造成開閥停車時，在水泵和壓力管道中由於流速的突然變（biàn）化而引起（qǐ）壓力升降的水力衝擊現象。例如電力係統或電器設備發生故障、水泵機（jī）組偶發故障等原因，都可能發生離心泵開閥停車，從而引發停泵水（shuǐ）錘。

       停泵水錘的最高壓（yā）力可達正常工作壓力的200%，甚至更高可以（yǐ）使（shǐ）管道及設備（bèi）擊毀，一（yī）般（bān）事故造（zào）成“跑水”、停水；嚴重事故造（zào）成泵房被淹、設備損壞、設施被毀，甚至於造成人身（shēn）傷亡事故。

水錘效應（yīng）的危害

水錘引起的壓（yā）強升高，可（kě）達管道正常工作壓強的幾倍，甚至幾十倍（bèi）。這種大幅度的壓強波動，對管（guǎn）路係統造成的危害主要有：

1、引起管（guǎn）道強烈振動，管道接頭斷開；

2、破壞閥門，嚴重的壓強過高造成管道爆（bào）管，供（gòng）水管網壓力降低；

3、反之，壓強過低又會導致管子的癟塌，還會損壞（huài）閥門和（hé）固定件；

4、引起水泵反轉，破壞泵房內設備或管道，嚴重的造成泵房淹沒，造成人身傷亡（wáng）等重大事故，影響生產和生（shēng）活。

消除或減輕水錘的防護措施

     對於水（shuǐ）錘的防護措施（shī）很多，但需根（gēn）據水錘可能產生的原因，采取不同的（de）措施。

     1、降低輸水管線的流速，可在一定程（chéng）度上降低水錘壓力，但會增大輸水管管徑，增加工程投資。輸水管線布置時應考慮盡量避免出現駝峰或（huò）坡度劇變。

     減少輸水管道長度，管線（xiàn）愈長，停泵（bèng）水錘值愈（yù）大。由一個泵站變兩（liǎng）個泵站，用吸水井把兩個泵（bèng）站銜接起來。

     停泵水錘的大小主要與泵（bèng）房的幾何揚程（chéng）有（yǒu）關，幾何（hé）揚程愈高（gāo），停泵水錘值也（yě）愈大。因此，應根據當地實際情況選用合（hé）理的水（shuǐ）泵揚程。

     事故停泵後，應待（dài）止回閥後管道充滿（mǎn）水再啟動水（shuǐ）泵。 

     啟泵時水泵出口閥（fá）門不要全開，否則會產生很大的水衝擊。很多泵站的重大水錘事故多在這種情況下產生（shēng）。

     2、設置水（shuǐ）錘消除裝置

      （1）采用恒（héng）壓控製技術：

采用PLC自（zì）動控製係統，對（duì）機泵進行變頻調速控製，對（duì）整個供水泵房係（xì）統操作實行自（zì）動控（kòng）製。由於供水管網壓力隨著工況的變化而不斷變化，係統運（yùn）行過程中經常出現低壓或超壓（yā）現象（xiàng），容易產（chǎn）生水錘，導致對管道（dào）和設（shè）備的破壞，采用PLC自動控製（zhì）係統（tǒng），通過對管網壓力的檢（jiǎn）測，反（fǎn）饋控製水泵的開、停和轉速調節，控製流量，進而使壓（yā）力維持一（yī）定水平，可以通（tōng）過控製微機設定機泵供水壓力，保持（chí）恒壓供水，避免（miǎn）了過大的壓（yā）力波動，使產生水錘的（de）概率減小。

（2）安裝水錘消除器

     該設備（bèi）主要防止停（tíng）泵水錘（chuí），一般安裝在水泵出口管（guǎn）道附近，利用管道本身的壓力為動力來實（shí）現低壓自動動作，即當管道中的壓力低於設定（dìng）保護值時，排（pái）水口（kǒu）會自（zì）動打開放水泄壓，以平衡局部管道的壓力，防止水錘對設（shè）備和管（guǎn）道的衝擊，消除器一般可分為機械式和液壓式（shì）兩種，機械式消除器動作後由人工（gōng）恢複，液壓式消除器可自動複位。

    （3）在（zài）大口徑的（de）水泵出水管上安裝緩閉（bì）止回（huí）閥

      可有效的消除停泵水錘，但因閥門（mén）動作時有一定（dìng）的（de）水量倒流，吸水井須有溢流管（guǎn）。緩閉止回閥有（yǒu）重錘（chuí）式和蓄能式兩種。這種閥門可以根據需要在一定範（fàn）圍內對閥門關閉時間（jiān）進行（háng）調整。一（yī）般在停電後3～7 s內閥門關閉70％～80％，剩餘20％～30％的關閉時間（jiān）則根據水泵和管路的情（qíng）況調節，一般在10～30 s範圍。值得注意的是，當管路中（zhōng）存在（zài）駝峰而發生彌合（hé）水錘時，緩閉止回閥的作用就十分有限.

    （4）設置單向調壓塔

     在泵站附（fù）近或管道的（de）適當位置修建（jiàn），單向調壓（yā）塔（tǎ）的高度低於該處的管（guǎn）道壓力。當管道（dào）內壓力低於（yú）塔內水位時，調壓塔向（xiàng）管道補水，防止水柱（zhù）拉斷，避（bì）免彌合水錘。但其對停泵水錘以外的水錘如關閥水錘的降壓作用有限（xiàn）。此外（wài）單向調壓塔采（cǎi）用的單向閥的（de）性能（néng）要絕對（duì）可靠，一旦該閥門失靈，可能導致發生較大的水錘（如下圖）。

    （5）在泵站內設置（zhì）旁（páng）通管（閥）

       在泵係統正常運行時，由於水泵壓水側水壓高於吸水側（cè）的水壓，止回閥關閉。當事故斷電（diàn）突然停泵後，水泵站出口處（chù）壓力急劇降低，而吸水側壓力（lì）則（zé）猛升。在此差壓下，吸水總管中的瞬態高壓水即推開止（zhǐ）回（huí）閥閥板（bǎn）流向壓水總（zǒng）管的瞬態低壓水，並使該處低水壓（yā）有所升高；另一方麵，使（shǐ）水泵吸水側的水（shuǐ）錘升壓也得到降低。這樣一來，水泵站兩（liǎng）側（cè）的水錘升、降壓都得到控製，從而有效地減少（shǎo）和防止了水錘危害。

     （6）設置多級止回閥

      在（zài）較長的輸水（shuǐ）管路中，增（zēng）設一個或多個止回閥，把輸（shū）水管劃分成幾段，每段上均設止回閥。當水錘過程中輸水管（guǎn）中水倒流時（shí），各止回閥相繼關閉把回衝水流分成數段，由於每段輸水管（或回衝水流段）內靜水壓頭相當小，從而降低（dī）了水錘升壓。此項（xiàng）防護措施，可有效的用於幾何供水（shuǐ）高差很大的情況；但不能消除（chú）水柱分離的可能性。其最大的缺（quē）點是：正常運行時水泵電耗增大、供水成（chéng）本提高。