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管道水錘及防護

2019-11-05

一、 水錘的概念及其成因


當壓力管道中的流體因某些原因而產生流速的急劇變化時,由于流體的慣性作用而引起管道內流體壓力急劇變化,并伴隨著震動和沖擊聲,這種現象稱為水錘現象或流體瞬變過程。    按水錘成因的外部條件,水錘可分為啟動水錘關閥水錘和停泵水錘三種。


1、啟動水錘    啟動水錘常在壓水管沒充滿水而壓水閥門開啟過快的啟動工況時發生。由于水頭和轉速在啟動過程中都是變值,所以,在啟動時,會因管路中的流速劇變而形成水錘。這種水錘在Z初通水時Z易發生。


2、關閥水錘    關閥水錘是在關閉閥門過程中發生的水錘現象。在通常情況下,按正常操作程序關閉閥門,不會引起很大的水錘壓力變化。但是,如果發生違反操作程序或管道突然被異物堵塞等意外事故,管道中就會出現不同程度的關閥水錘。


3、停泵水錘    停泵水錘是由于泵站工作人員失誤操作、外電網事故跳閘以及自然災害(大風、雷擊、地震)等原因,致使水泵機組突然斷電而造成開閥停車時,在泵站及管路系統中所發生的水錘現象。根據調查統計,在城市供水及工業企業的給水泵站中,大部分水錘事故都屬于停泵水錘事故。

PA波紋管


二、設計規范對水錘的防護要求


1)、泵站設計規范要求


1.有可能產生水錘危害的泵站,在各設計階段均應進行事故停泵水錘計算。在可行性研究階段,允許采用簡易圖解法計算;在初步設計階段及施工圖階段宜采用特征線法或其它精度比較高的計算方法進行計算。


2 .當事故停泵瞬態特性參數不能滿足下列要求時,應采取防護措施。


2.1 離心泵反轉速度不應超過額定轉速的1.2倍,超過額定轉速的持續時間不應超過2min。


2.2 立式機組在低于額定轉速40%的持續運行時間不應超過2min。


2.3 壓力不應超過水泵出口額定壓力的1.3~1.5倍。


2.4 管道任何部位不應出現水柱斷裂。


2)長距離輸水規范要求


三、水錘防護方法目前常用的防護措施主要可以歸納為以下幾種類型:1、補水(補氣)穩壓,防止水柱分離及其再彌合現象的發生。屬于這種類型的主要有:簡單調壓塔、單向調壓塔、空氣閥、空氣罐;2、閥門防護。泵站中常用的閥門有緩閉式止回閥、兩階段關閉液控蝶閥等;3、泄水降壓型。屬于這種類型的主要有:設置旁通管、取消止回閥、停泵水錘消除器、防爆膜等;4、增大機組慣性,防止停泵時壓力的急劇下降。

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