水泵、阀门及管道中水锤的产生及危害

水锤又被称为水击。就是指水或其它液体运输流程中，因为阀门忽然开关、水泵突然起停等原因，流速忽然变动且压强大幅波动的现象。说的通俗些：突然停电或阀门关闭太快，因为压力水流的惯性，产生水流冲击波，就象锤子敲打一样，我们称之为水锤。

供水管壁平整，后续水在主机的惯性中，液压迅速达到大，所以容易造成损坏（如破坏阀门和泵），这是液压锤效应，也称为正水锤；相反，阀门或泵突然打开，也会产生水锤效应，称为负水锤。这种大的波动压力冲击波容易导致管道因局部超压和损坏设备而崩溃。因而，水锤效应保护是供水管道设计和施工中应考虑的关键因素。

液体循环运输中，水泵，阀门和管道的应用是必不可少，液体在流速中为什么会产生水锤，水锤是什么东西，会造成哪些危害呢?

一、水锤产生的条件

1、阀门忽然开启或关闭;

2、水泵机组忽然停车或开启;

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，且地形变动大。

7、不规范的施工是给水管道工程存在的隐患

7.1如三通、弯头、异径管等节点的水泥止推墩制作不符合要求。

二、停泵水锤

所谓停泵水锤是由于突然停电或其他原因造成阀门停车，在泵和压力管道中由于流量的突然变化引起的水压冲击现象。例如,电力系统或电气设备故障,水泵单元故障等原因,可能有离心泵开阀停车,造成停泵水锤。

停泵水锤的高压力可达正常工作压力的200%，甚至更高可以使管道及设备击毁，一般事故造成“跑水”、停水;严重事故造成泵房被淹、设备损坏、设施被毁，甚至于造成人身伤亡事故。

三、水锤效应的危害

水锤引起的压力升高可以是管道正常工作压力的几倍甚至几十倍。这种大压力波动对管道系统要危害是：

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.造成泵反转，破坏泵房设备或管道，造成泵房严重淹没，造成人身伤害等重大事故，影响生产和生活。

四、设置水锤消除装置

1、安装水锤消除器

该设备主要防止停泵水锤，一般安装在泵出口管道附近，利用管道本身的压力作为动力实现低压自动动作，即当管道内压力低于设定的保护值时，排水将自动打开水压，平衡局部管道的压力，防止水锤对设备和管道的冲击，消除机器一般可分为机械式和液压式，通过手动回收机械消除，液压式消除器可自动复位。

2、在泵站内设置旁通管(阀)

当泵系统正常运行时,由于泵的水压侧高于水压侧,止回阀关闭。当事故停电突然停泵时，泵站出口压力急剧下降，抽水侧压力急剧上升。在这种差压作用下，吸水管中的瞬态高压水将止回阀板推回到水压管中的瞬态低压水，从而增加了该管中的低压水。从而控制了泵站两侧的水锤，有效地减少和防止了水锤的危害。

3、设置多级止回阀

一个或多个止回阀或多个止回阀，将管道分成几个部分，每个部分都有止回阀。当水锤流动中的水流反转时，止回阀被关闭，水流被分成若干段。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。其缺点是：正常运行时水泵电耗增大、供水成本提高。

4、在大口径的水泵出水管上安装缓闭止回阀

它能有效消除停泵水锤，但由于阀门运动有一定量的水回流，吸井必须有溢流管。缓闭止回阀有重锤式和蓄能式两种。这个阀门可以根据需要在一定程度上调整。一般情况下,断电后3～7s关闭,其余20％～30％的关闭时间根据水泵和管道的情况,一般在10～30s范围内。值得注意的是，当管道中有一个驼峰，有一个桥式水锤时，阀门的功能非常有限。

5、设置单向调压塔

单向调压塔的高度低于泵站附近或管道正常位置的管道。当管道压力低于塔内水位时，调压塔向管道补水，防止水柱拔出，避免水锤。但除了泵水锤如阀门水锤之外的抗高血压作用有限。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。

6、采用恒压控制技术

采用PLC自动控制系统对机泵进行频率转换和速度控制，自动控制整个泵房系统的运行。由于供水管网压力随工况变化而变化，系统运行过程中经常出现低压或超压现象，容易产生水锤，导致管网和设备破坏。plc自动控制系统通过检测管网压力，反馈控制泵的开启、停止和转速，控制压力流量以保持一定水平。通过控制微机设置的泵的供水压力，保持恒压供水，避免压力过度波动，降低水锤的概率。

五、消除或减轻水锤的防护措施

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.在一定程度上，通过降低管道的流量，可以减少管道的水锤压力，但管道的管径会增加，项目投资也会增加。输水管线布置时应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变

2、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。

3.水锤大小主要与泵房的几何头有关,几何头越高,水锤值越大。因而，应根据当地实际情况选用合理的水泵扬程。

4、事故停泵后，应待止回阀后管道充满水再启动水泵。

5、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。