长输原油管道水击分析与控制 摘要本文对长庆油田吴西线原油长输管道项目中可能出现水击的原因进行了分析，并阐述了水击可能造成的危害，着重的解释了原油长输管道水击防护措施。 关键词原油；水击；自动控制；泄放阀 中图分类号TQ055 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)062-0164-02 1 项目简介 长庆油田吴西线原油长输管道，起点吴起县，终点西峰市，全线长188公里，共有4座输油站场，均在原有管线输油站场中扩建，以便于管理。依次是PS1（首站）、PS2（中间站1）、PS3（中间站2）、PS4（末站）。PS1至PS2管线管径为Φ273，长度78公里，设计最大输量为200 m3/h，设计压力为6.4 MPa，PS2至PS4管线管径为Φ377，长度110公里，设计最大输量为，400 m3/h，设计压力为8 MPa。长庆油田吴西线原油管道所有泵站泵机组的连接形式为并联，输油泵为离心泵。 2 水击的产生 2.1 水击的定义 原油在管线中流动时，液体断面上各点流速和压强保持一定，不随时间变化的叫稳定流，反之叫不稳定流。在实际的输油过程中各点流速和压强不随时间变化的较少，如果在一般情况下变化很小，可以基本上认为是在稳定状态的。当输油的稳定状态受到破坏，压力发生顺便时，流速和压强发生极具变化，叫做水击。 2.2 水击产生的主要原因 2.2.1 有计划的调整管道的输量 全线输量将由380 m3/h逐步增长到500 m3/h，当输量突然提升泵的排量时，管线的流量也突然增加，就会从PS1主泵的出口开始产生增压波，并向PS2传递，油品进入PS2主泵，从PS2主泵的出口增压波得到加强，并向下游传递。同样当需要减少管线的输量时，就会从PS1主泵的出口开始产生减压波，并向下游传递。 当改变某一站阀门的阀门开度时，会造成全线的压力波动。如减小PS4的进站阀门的开度，就会从阀门处产生一个减压波，并下游传递，从阀门处产生一个增压波，并上游传递。在某中间输油站的启动和停输时，产生水击。泵站泵机组的连接形式为并联，配置为两用一备，当两台泵中的一台出现故障时，需要开启备用泵，并关闭运行的故障泵，在泵机组的切换过程中会产生压力波动。 2.2.2 管道的某些操作程序 首末站的倒换油罐，输送过程中会产生水击。全线的首站PS1和末站PS4设有几具储罐，所以，在PS1的一个油罐的油快输完时，要倒到另一个罐输油，可能产生水击。同理，在PS2收油时，一个罐快满时，要将原油切入另一个储罐，可能产生水击。在PS1和PS2输送过程中的储罐切换时，要在汇管处切换，开启另一储罐汇管处阀门，关闭前一储罐的汇管阀门。在汇管切换时，可能产生水击。 2.2.3 管道操作过程的事故状态
第三章给水排水管道系统水力计算基础 本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流 给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。
学生姓名：某某 专 业：过程装备与控制工程 班 级：过控0704 指导教师：某某 2010年10月10日 管道的水击分析与计算
目录 摘要 (3) 关键词 (3) Ⅰ水击的产生 (3) Ⅱ水击保护方法 (3) 一.增强保护 (3) 二.超前保护 (3) 三.泄放保护 (3) Ⅲ管道的水击分析 (4) 一.水击对输油管道造成的主要危害 (4) 二.管道分析的目的 (4) 三.管道分析所需要的基本数 (4) 四.管道分析取得的成 (4) Ⅳ水击控制及保护设施 (5) 一.泄压阀 (5) 二.调节阀 (6) Ⅴ水击计算 (7) 一.水击波的压力增加 (7) 二.水击波的传输速度和水击压强 (7) Ⅵ防止水击的措施 (9) 一.增加防止水击设备 (9) 二.建立安全操作体系 (10) Ⅶ结语 (10) 参考文献 (11)
管道的水击分析与计算 摘要：输油管道的密闭流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线的某一点流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，引起管道的瞬变流动进而引起的压力波动称为水击。它引起管内压强上升，轻则噪音与振动，重则超过管内原有正常压强的几十倍甚至上百倍，以致超过了管壁材料的允许应力，造成管道和管件的变形甚至破裂。因此，了解水击现象的发生、发展过程和计算，对削弱水击所产生的危害是十分必要的。现代大型计算机的广泛应用，对输油管道的水击分析利用专门编制的程序进行，使得在防护方面取得了理想的经济和社会效益。 关键词：水击；水击防护；瞬变流动；防护系统；水击计算 Ⅰ水击的产生 管道中液体的运动状态突然改变的情况下发生（如阀门的突然关闭或突然开启，水泵的突然启动或停止，水轮机或液压油缸突然变化负载等）。由于流速突然发生迅速变化，结果由于流体惯性，必然引起管内压强的剧烈波动，即压强的突然上升与突然下降，并在整个管长范围内传播。压强突变使管壁产生振动，并伴有似锤之声，故将这种现象称为管内水击现象。 现代输油管道的密闭输油流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线某一点的流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，即引起管道的瞬变流动，管道瞬变流动引起压力波。管道产生瞬变流动，流量变化量越大，变化时间越短，产生的瞬变压力波动越剧烈。管道产生水击主要是由于管道系统事故引起的流量变化造成的。引起管道流量突然变化的因素很多，基本上可分为两类：一类是有计划的调整输量或切换流程；另一类是事故引起的流量变化，如泵站突然停泵、机泵故障停泵、进出站阀门或干线截断阀门故障关闭、调节阀动作失灵误关闭等原因。另外，对于顺序输送的管道，两种油品的交替过程，也会在管内产生瞬变流动。 对于有计划调整流量或改变输送流程，可以人为地采取措施，防止或减小压力的波动，使产生的压力波动处于允许的范围之内。 对于事故引起的流量变化，产生的瞬变流动剧烈程度，取决于事故本身的性质。如果压力变化引起的瞬变压力超过管道允许的工作条件，就需要对管道系统采取相应的调节与保护措施。 Ⅱ水击保护方法 水击保护的目的是由事先的预防措施使水击的压力波动不超过管道与设备的设计强度，不发生管道内出现负压与液体断流情况。保护方法按照管道的条件选择，采用的设施根据水
浅析管道水击及防范措施 摘要：管道在运行时,由于突然停电或停泵,使管道中的流速和动量发生急剧变化,而发生水击或水锤现象, 水击可导致管道系统的强烈震动，对管道系统造成影响或破坏，甚至危及设备和人身的安全。因此，火力发电厂汽水管道如果管道发生水击，会直接影响了汽水系统的安全运行，对电厂的安全生产构成严重威胁。 热力管道系统是火力发电厂的生命线，如何保证汽水管道的安全稳定运行，对水击现象进行了分析和探讨,提出了预防管道系统水击的方法和措施,防止水击现象发生，对电厂的安全生产和经济运行有着重要意义。 一、常见汽水管道水击现象 1、蒸汽管道水击现象及其特征 在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生，主要集中在主再热蒸汽管道、抽汽管道、汽封管道、高低加疏水管道等，而蒸汽管道产生水击通常是以下几种状态比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启、不畅或疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。 （2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。 （3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。 蒸汽管道在以上状态下发生水击现象时，主要表现的特征是： （1）管道系统会发生振动，管道、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈。 （2）是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。 （3）管道系统在蒸汽带水进入管道时，如管道系统有法兰连接情况下，在管道的法兰结合处容易发生冒汽现象，水击严重时，法兰垫被冲坏致使大量漏汽。 2、水管道水击现象及其特征 火力发电厂主要的水管道如给水管道、除盐水管道、凝结水管道、循环水管道一般比
《给水排水管道系统》课程设计 计算说明书 题目：杭州市给水排水管道工程设计 学院：市政与环境工程学院 专业：给排水科学与工程 姓名： 学号：02 指导老师：谭水成张奎宋丰明刘萍 完成时间：2013年12月25日
河南城建学院 2013年12月25日 前言 给水排水管道工程是给水排水工程的重要组成部分，可分为给水管道工程和排水管道工程两大类。 给水管道工程是论述水的提升，输送，贮存，调节和分配的科学。其最基本的任务是保证水源的原料水送至水处理构筑物及符合用户用水水质标准的水输送和分配到用户。这一任务是通过水泵站，输水管，配水管网及调节构筑物等设施的共同工作来实现的，它们组成了给水管道工程。设计和管理的基本要求是以最少的建中造费用和管理费用，保证用户所需的水量和水压，保证水质安全，降低漏损，并达到规定的可靠性。 给水排水管网工程是给水排水工程中很重要的组成部分,所需(建设)投资也很大,同时管网工程系统直接服务于民众,与人们生活和生产活动息息相关,其中任一部分发生故障,都可能对人们生活、生产及保安消防等产生极大影响。因此,合理地进行给水排水管道工程规划、设计、施工和运行管理,保证其系统安全经济地正常运行,满足生活和生产的需要,无疑是非常重要的。 室外给水排水工程是城镇建设的一个重要组成部分，其主要任务就是为城镇提供足够数量并符合一定水质标准的水；同时，把人们在生活、生产过程使用后的污水汇集并输送到适当地点进行净化处理，达到一定水质标准后，或重复使用，或灌溉农田，或排入水体。 室内给水排水工程的任务是将室外给水系统输配的净水组织供应到室内各个用水点，将用后的污水排除汇集到室外排水系统中去。 做为工程类专业学生，实践学习和设计是我们自身获取知识和经验的最好环节。学
一、水击现象及其危害 当水或汽等流体在压力管道中流动时，当遇到突然关闭或开启阀门，水泵突然停机或启动，温度急剧变化时，流体的流动速度会发生突然变化，由于流体的惯性和压缩性，引起管道中流动的流体压力发生反复的、急剧的周期性变化，这种现象称为水击（或水锤）。发生水击现象时管道内压力会有一个急剧的升高，其数值可能达到正常工作压力的几倍甚至数十倍，使管壁材料及管道上的设备及附件承受很大的压力，并伴随着管壁的扩张和收缩，发出强烈的振动和噪音，有如管道受到锤击的声音。同时，高频交变应力作用在管壁上，加之强烈的振动和流体的冲击，会使金属表面打击出许多麻点。如果此时管道系统存在缺陷，则有可能对管道或热力设备造成破坏，导致事故的发生。所以水击不仅增加流体的流动阻力，而且也严重危及到管道系统及有关设备的安全运行。特别是大流量、高流速的长管中以及输送温度高、压力大的水泵中更为严重。 电厂中常见的管道水击现象多发生在蒸汽管道、给水管道、循环水管道、疏水管道等汽水管道中，但在蒸汽、给水管道中发生水击现象时具体现象有所不同，相应的处理防范措施也有所不同。 二、蒸汽管道的水击与防范处理 1、常见蒸汽管道的水击现象及特征 在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生，以下几种情况蒸汽管道水击现象比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启及疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。如蒸汽管网供暖和停暖时。 （2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。
（3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。 蒸汽管道发生上列水击现象时，主要的现象是管道系统发生振动，管道本体、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈；二是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。第三种现象是蒸汽带水进入管道时，在管道的法兰结合处易发生冒汽现象，水击严重时，法兰垫被冲坏致使大量漏汽。 2、蒸汽管道水击的防范与处理 发生过多次水冲击的管道，常出现支吊架松脱焊口泄漏等故障，因此，在热力管道设计规程中明确规定，对于不经常流通的管道死端，以及管段的低位点，均应考虑设置疏水阀、疏水管。虽然从管道的设计安装时就充分考虑防范发生管道水击的可能，但实际运行中，因种种原因仍比较容易遇到前述的各种水击现象，所以在实际遇到时应采取相应的处理方法及防范措施： （1）在管道投运时发生水击，可关小或关闭进汽阀以控制适当的暖管速度，一般热电厂应在本企业规程中规定暖管曲线以控制温升。并及时开启蒸汽管道疏水阀，若疏水管堵塞，则手摸裸露处不烫手，反复适当用力敲打，必要时更换。 （2）要避免汽轮机或锅炉快速的大幅度调节负荷，因特殊情况负荷频繁大幅度变动时，要注意锅炉汽包水位的调节，必要时撤除锅炉水位的自动调节，改为手动调节，若锅炉汽包水位过高，应关小给水或开启汽包放水阀，适当降低水位，同时要及时开启相应蒸汽管道疏 水。
第七节管道水击保护 一、水击的产生 输油管道的密闭输油流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线某一点的流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，即引起管道的瞬变流动，管道瞬变流动引起的压力波动称为水击。管道产生瞬变流动，流量变化量越大，变化时间越短，产生的瞬变压力波动越剧烈。管道产生水击主要是由于管道系统事故引起的流量变化造成的。引起管道流量突然变化的因素很多，基本上可分为两类：一类是有计划的调整输量或切换流程；另一类是事故引起的流量变化，如泵站突然停泵、机泵故障停泵、进出站阀门或干线截断阀门故障关闭、调节阀动作失灵误关闭等原因。另外，对于顺序输送的管道，两种油品的交替过程，也会在管内产生瞬变流动。 对于有计划调整流量或改变输送流程，可以人为地采取措施，防止或减小压力的波动，使产生的压力波动处于允许的范围之内。 对于事故引起的流量变化，产生的瞬变流动剧烈程度，取决于事故本身的性质。如果压力变化引起的瞬变压力超过管道允许的工作条件，就需要对管道系统采取相应的调节与保护措施。 二、水击保护方法 水击保护的目的是由事先的预防措施使水击的压力波动不超过管子与设备的设计强度，不发生管道内出现负压与液体断流情况。保护方法按照管道的条件选择，采用的设施根据水击分析的数据确定。 水击保护方法有管道增强保护、超前保护与泄放保护三种。 1．管道增强保护 当管道各处的设计强度能承受无任何保护措施条件下水击所产生的最高压力时，则不必为管道采取保护措施。小口径管道的强度往往具有相当裕量，能够承受水击的最高压力。 2．超前保护 超前保护是在产生水击时，由管道控制中心迅速向上、下游泵站发出指令，上、下游泵站立即采取相应保护动作，产生一个与传来得水击压力波相反的扰动，两波相遇后，抵消部分水击压力波，以避免对管道造成危害。超前保护是建立在管道高度自动化基础之上的一项
１．什么叫作水击？ ２．水击时伴随什么样的现象？ ３．在收发油作业过程式中，有那些操作会引起水击？ ４．给生产和设备带来什么样的危害？ ５．防止和减少水击有哪些措施方法？ ２．1 水击及其危害 水击是压力管道中一种重要的非恒定流。当压力管道中的流速因外界原因而发生急剧变化时，引起液体内部压强迅速交替升降的现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其他管路元件上好像锤击一样，称为水击。 水击引发的压强的升高或降低，有时会达到很大的数值，处理不当将导致管道系统发生强烈的震动，引起管道严重变形甚至爆裂。因此，在压力管道引水系统的设计中，必须进行水击压力计算，并研究防止和削弱水击作用的措施。 2 水击压力防护措施 为确保管道安全运行，除在设计中慎重考虑外，更应加强管理，制定和遵守严格操作规程。水击压力计算公式表明：影响水击压力的主要因素有阀门起闭时间、管道长度和管内流速，因此，可针对以上因素在管道工程设计和运行管理中采取以下措施来避免和减小水击危害。 （1）操作运行中应缓慢启闭闸门以延长闸门启闭时间，从而避免产生直接水击并可降低间接水击压力。 （2）由于水击压力与管内流速成正比，因此在设计中应控制管内流速不超过最大流速限制范围。但有时管道中的流量是一定的，管径一般由动能经济计算确定，减小流速意味着加大管径。用减小流速的办法降低水击压强，往往是不经济的，一般并不采用。 但在一定的条件下，例如适当的加大管径可以免设调压井时，采用这一措施可能是合理的。 （3）由于水击压力与管道长度成正比，因此在设计中可隔一定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气阀，以缩短管道计算长度并消减水击压力。减压阀适用于引水管道较长和不担任调频任务的中小型水电站是比较经济的。但由于减压阀在电站机组增加负荷时不起作用，不能改善电站运行的稳定性，电站在变动小负荷（机组额定出力15％以下）时减压阀不动作，因而恶化了机组的速动性，这种一般采用调压井减小水击压强。 ３．水击压力计算公式 水击压头H=a?△V/g= a?(V0－V)/g 其中： V0－水击前的流速，米/秒 V－水击后的流速，米/秒 g－重力加速度，米/秒2 a－水击波传播速度，米/秒，与管径、壁厚、管道材质、管道弹性模量、介质密度、介质的体积弹性系数、管道的固定情况有关 可见，对输送某种介质的某条管道，水击压头的大小与水击时管道流速的变
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 浅析管道水击及防范措施(标准 版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
浅析管道水击及防范措施(标准版) 摘要：管道在运行时,由于突然停电或停泵,使管道中的流速和动量发生急剧变化,而发生水击或水锤现象,水击可导致管道系统的强烈震动，对管道系统造成影响或破坏，甚至危及设备和人身的安全。因此，火力发电厂汽水管道如果管道发生水击，会直接影响了汽水系统的安全运行，对电厂的安全生产构成严重威胁。 热力管道系统是火力发电厂的生命线，如何保证汽水管道的安全稳定运行，对水击现象进行了分析和探讨,提出了预防管道系统水击的方法和措施,防止水击现象发生，对电厂的安全生产和经济运行有着重要意义。 一、常见汽水管道水击现象 1、蒸汽管道水击现象及其特征 在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生，主要集中
在主再热蒸汽管道、抽汽管道、汽封管道、高低加疏水管道等，而蒸汽管道产生水击通常是以下几种状态比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启、不畅或疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。 （2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。 （3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。 蒸汽管道在以上状态下发生水击现象时，主要表现的特征是：（1）管道系统会发生振动，管道、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈。 （2）是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续
1 水击及其危害 水击是压力管道中一种重要的非恒定流。当压力管道中的流速因外界原因而发生急剧变化时，引起液体内部压强迅速交替升降的现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其他管路元件上好像锤击一样，称为水击。 水击引发的压强的升高或降低，有时会达到很大的数值，处理不当将导致管道系统发生强烈的震动，引起管道严重变形甚至爆裂。因此，在压力管道引水系统的设计中，必须进行水击压力计算，并研究防止和削弱水击作用的措施。 2 水击压力防护措施 为确保管道安全运行，除在设计中慎重考虑外，更应加强管理，制定和遵守严格操作规程。水击压力计算公式表明：影响水击压力的主要因素有阀门起闭时间、管道长度和管内流速，因此，可针对以上因素在管道工程设计和运行管理中采取以下措施来避免和减小水击危害。 （1）操作运行中应缓慢启闭闸门以延长闸门启闭时间，从而避免产生直接水击并可降低间接水击压力。 （2）由于水击压力与管内流速成正比，因此在设计中应控制管内流速不超过最大流速限制范围。但有时管道中的流量是一定的，管径一般由动能经济计算确定，减小流速意味着加大管径。用减小流速的办法降低水击压强，往往是不经济的，一般并不采用。但在一定的条件下，例如适当的加大管径可以免设调压井时，采用这一措施可能是合理的。 （3）由于水击压力与管道长度成正比，因此在设计中可隔一定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气阀，以缩短管道计算长度并消减水击压力。减压阀适用于引水管道较长和不担任调频任务的中小型水电站是比较经济的。但由于减压阀在电站机组增加负荷时不起作用，不能改善电站运行的稳定性，电站在变动小负荷（机组额定出力15％以下）时减压阀不动作，因而恶化了机组的速动性，这种一般采用调压井减小水击压强。 水击压头H=a?△V/g= a?(V0－V)/g 其中：V0－水击前的流速，米/秒 V－水击后的流速，米/秒 g－重力加速度，米/秒2 a－水击波传播速度，米/秒，与管径、壁厚、管道材质、管道弹性模量、介质 密度、介质的体积弹性系数、管道的固定情况有关 可见，对输送某种介质的某条管道，水击压头的大小与水击时管道流速的变化量成正比（注意流速应有方向性，假设某方向为正，即反方向应为负） 第四节输油管道中的水击 一、水击产生的原因及其危害 水击现象，是指在压力管路中，由于某种原因而引起流速变化时，引起的管内压力的突然变化。如开关阀门过快，突然停泵等，均会引起阀门处、泵入口的油流压力突然变化。造成压力波在管内的迅速传递，并可听到对管壁的锤击声音，故把水击又称作水锤。
管道的水击现象及其防护 摘要：水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。本文介绍了水击现象的定义、理论、形式和形成原因。概述了水击现象的危害并论述了管道水击的防护措施。 关键词：管道水击现象危害防护措施 1 水击现象 在日常生活中,我们碰到的水流不稳定现象很多。当我们快速关闭水龙头或关闭闸阀和水轮机导水叶时,在关闭过程中,随着阀门开度的减少,管道中的流速也逐渐减小,由于水流的动量快速变化,在闸阀的上游部分将产生压力升高;而在下游部分(如在尾水管中)产生压力降低。当开启阀门或水轮机导水叶时,管道中的流速逐渐增大,在导叶上游部分产生压力降低,而在其下游部分(如在尾水管中)产生压力升高。特别是在水电站或水泵站的有压引水系统中,通常用导叶或阀门调节流量,以达到适应水电站出力变化或水泵站供水量变化的生产要求。这种调节往往是快速的,因此必然引起有压引水管道中的流速发生急剧变化,伴随着将产生管道中液体内部压强迅速交替升降的水力现象。这种交替升降的压强作用在管道、阀门或其他管道元器件上好像锤击一样,故称这种有压非恒定流为水击现象,简称水击。交替升降的压强称为水击压强[1]。 1.1水击现象的定义 水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。当由于某种原因引起管路中流速突然变化时，例如开关阀门过快、突然断电停泵，都会引起管内压力突然变化，造成水击。当急剧变化的压力波波前通过管路时，产生一种声音，犹如用锤子敲击管路时发出的噪音，故水击亦称水锤[2]。 1.2水击理论 1.2.1弹性水击理论 考虑液体的压缩性和管材的弹性,在管道各个截面上液体的流速是位置与时间的函数,V=f(x,t)。弹性水击理论适用于长距离和液体流速较大的管道,实践证明,这个理论与实际情况相符。 1.2.2刚性水击理论 忽略液体的压缩性与管材的弹性,把管道内的液体视为一条整体的“刚性水柱”,在管道各个截面上的液体流速只是时间的函数,而与位置无关,V一f(t)。刚性水击理论仅适用于液体流速变化相当缓慢或长度很短的管道,当管道直径相同时,液体在管道任何截面与时间的流速都相同[3]。 1.3水击现象的形式 在有压管道系统中,常见的水击现象一般分为: 直接水击:当阀门的关闭时间小于或等于一个相长时,也就是水击波从阀门处向水箱方向传播再以常压恢复波形式返回到阀门之前,阀门就已关闭,这种水
第三章给水排水管道系统 教学目的与要求： 了解给排水管道系统的运行与管理； 了解一些新型的管道材料； 掌握给水排水管道系统的组成、功能及设计方面的知识。 教学重点： 给排水管道组成、功能及设计； 给排水管道常用材料。 教学内容： 3.1给水排水管道系统的功能与组成 3.1.1给水管道系统 给水系统是保障城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。 3.1.2排水管道系统 废水的分类: 生活废水 工业废水 雨水 3.1.3给排水系统主要功能
（1）水量保障 （2）水质保障 （3）水压保障 3.1.4给排水系统的组成 取水系统 给水处理系统 给水管网系统 排水管道系统 废水处理系统 废水排放系统 重复利用系统 3.2给水排水管道系统的组成3.2.1给水排水管道系统的特点水量输送 水量调节 水压调节 3.2.2给水管道系统的组成（1）输水管道 （2）配水管网
（3）泵站 （4）水量调节构筑物 （5）给水管道系统上的附属构筑物3.2.3排水管道系统的组成 （1）污水支管 （2）干管 （3）主干管 （4）雨水支管 （5）雨水干管 （6）排水管道系统上的附属构筑物3.3给水排水管道系统的型式 3.3.1给水管网系统的类型 统一给水管网系统 分系统给水管网系统 3.3.2排水管道系统的体制 合流制 分流制 3.4给水排水管道工程规划与布置3. 4.1给水排水工程规划原则
1．贯彻执行国家和地方的相关政策和法规 2．给水排水工程规划要服从城镇总体规划 3．城市及工业企业规划时应兼顾给水排水工程 4．近远期规划与建设相结合 5．要合理利用水资源和保护环境 6．规划方案尽可能经济和高效 3.4.2给水管网系统规划布置基本原则 1．按照城市总体规划，结合当地实际情况布置给水管网，并进行多方案技术经济比较； 2．管线应均匀地分布在整个给水区域内，保证用户有足够的水量和水压，并保持输送的水质不受污染； 3．力求以最短距离敷设管线，并尽量减少穿越障碍物等，以节约工程投资与运行管理费用； 4．必须保证供水安全可靠，当局部管线发生故障时，应保证不中断供水或尽可能缩小断水的范围； 5．尽量减少拆迁，少占农田或不占农田； 6．管渠的施工、运行和维护方便； 7．规划布置时应远近期相结合，考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地 3.4.3给水管网布置的基本形式
蒸汽管线出现水击及处理方法 水击现象主要是因为管道内的介质冷热混合不均匀而造成的，蒸汽管道应正常的投用疏水器 ，对于需要加热管道内的介质而把热的介质加入管道内的应及时把热量移走 管线发生水击现象是由于疏水排水不及时所致。 1、应检查原有疏/排水阀门是否有堵塞，或者有些本应该设置疏排水的地方没有设置。 2、应及时调整前端输送介质压力，防止前端超压而使管道、阀门受损，特别是法兰垫片容易差压冲破。 3、暖管疏水不够充分或汽温快速下降，过热度不够，导致水冲击，造成管道剧烈振动，若水进入汽轮机将发生叶片损坏等重大事故，若发生水击，应及时打开疏水门；若主汽温快速下降应及时停机，以免汽轮机进水。 蒸汽管线，发生水击是难免的，但要做好前期工作，如保证端头疏水器畅通、及时打开低点导淋进行排水输导，同时要尽量提高蒸汽温度，使其成为过热蒸汽等等。如果是其他气体介质，那前面所说的前期工作也要做到位，如果条件允许，可对相应管道做预热处理，如先少量通过介质，等管道温度基本接近介质温度时，再逐渐加大介质流量。
蒸汽管道的水击与防范处理 1、常见蒸汽管道的水击现象及征象 水击现象最容易在蒸汽管道中发生，以下几种情况蒸汽管道水击现象比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启及疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。 （2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。 （3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。 蒸汽管道发生上列水击现象时，主要的征象一是管道系统发生振动，管道本体、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈；二是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。第三种征象是蒸汽带水进入管道时，在管道的法兰结合处易发生冒汽现象，水击严重时，法兰垫被冲坏致使大量漏汽。 2、蒸汽管道水击的防范与处理 发生过多次水冲击的管道，常出现支吊架松脱焊口泄漏等故障，
漠大线水击分析及保护措施王泽伟大庆油田工程有限公司 管道所关键 漠大线水击分析及保护措施 王泽伟 大庆油田工程有限公司管道所 关键词:输油管道水击模拟分析保护措施 摘要:输油管道运行过程中由于误操作发生的水击现象易造成管道局部超压、液柱分离、输油泵汽蚀等危害。本文介绍了中俄原油管道漠河-大庆段工程(以下简称漠大线)针对管道水击问题采用的超前保护系统、泄压保护系统及压力自动保护系统等水击安全保护措施。并对泵站非计划停泵、干线阀门突然关闭等事故工况进行了模拟，分析了该管道的水击保护过程。模拟分析结果表明:漠大线水击保护系统可以有效的防止严重水击工况对干线管道和站内设备造成的危害。 前言:输油管道在运行中由于存在着误操作及不可预见突发事件(如停电)的可能，会引发水击现象。需要采取相应的水击保护措施，以保护输油管道的安全运行。 漠大线采取超前保护和泄压保护等水击保护措施，使水击波被拦截在站间管线安全区域的同时利用压力泄放阀削弱高压波，防止水击危害，保护管线和站内设备。同时还设置了压力控制系统，利用调节阀和调速泵进行压力调节保护，使进出站压力保持在规定的界限内。另外还设置了压力自动保护系统，当进站或出站压力超过设定值时，自动报警和联锁停泵保护。 一、水击产生的原因及危害
输油管道内液体流速的突然变化是水击产生的主要原因，单位时间内流速变化越大，产生的瞬时水击压力越大,对于管道的运行来说也是越危险的。而造成流速变化的主要原因有阀门突然关闭、泵突然停运等。 在输油过程中，如果遇到输油泵站突然停电引起泵机组停运或进出站阀门误操作关闭的工况时，事故泵站会对上游管道传递增压波，使上游管道压力上升，严重时可致管道损坏甚至爆裂。同时，对下游管道传递减压波，使下游管道压力下降，管道产生液柱分离，甚至局部汽化，造成输油泵抽空。因此，在输油管道的水力系统的设计中，必须采取有效的水击保护措施，以确保输油管道的安全运行。 二、漠大线水击保护措施和水击模拟分析 1、项目概述 4漠大线全长950km，设计输量1500×10t/a，采用常温密闭输送工艺，管径为φ813mm，设计压力8.0MPa，局部管段设计压力8.5~10.0MPa。全线共设置站场5座，其中首站1座，中间泵站1座，中间清管站2座，末站1座。 管道全线水力系统采取压力控制模式，主要对首站出站、中间泵站进、出站，末站进站的压力进行控制，同时对全线压力进行监控。漠大线水力坡降图见图1。 图1 全线水力坡降示意图 2、漠大线水击保护措施 漠大线采用的水击保护系统包括压力控制系统、水击超前保护系统、泄放系统为一体的安全保护系统。
原油长输管道水击分析及保护方案 发表时间：2018-09-18T18:56:02.310Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：韩娟 [导读] 摘要：石油企业在发展中为提升原油的运输效率，通过长输油管道进行原油输送，为常见的一类措施。 中国石化管道储运有限公司浙江宁波 315000 摘要：石油企业在发展中为提升原油的运输效率，通过长输油管道进行原油输送，为常见的一类措施。长输油管道的应用保障了原油输送质量的稳定性，并且确保了企业的稳定收益。因此在实际发展中关于影响原油长输管道稳定运行的因素，则引起了管道维护人员及研究人员的关注，其中原油长输管道水击现象则为主要的关注点之一。文章针对当前原油长输管道水击现象，及管道保护方案进行简要的分析研究。 关键词：原油长输管道；水击分析；保护措施 1 原油长输管道水击概念及形成原因分析 原油长输管道在运行中出现水击现象，对于管道的稳定运行以及原油的稳定传输都造成了极大的危害。因此在实际发展中的过程中，关于原油长输管道中的水击现象控制，也为石油企业发展中的主要作业内容之一。笔者基于当前石油企业原油长输管道的运行应用现状，简要分析水击现象的形成原因。 1.1 原油长输管道水击概念分析 原油在长输管道中流动时，正常情况下其流速和流量都为稳定状态，如保持稳定状态其内部的压力，流量，流速都为正常状态。而水击现象则为原油在流动中其流速，流量产生的波动现象，最终波动现象的累加造成了水击现象的出现。一般情况下水击现象前期，其造成的危害较小对于管道的影响也较小，但随着水击现象的累积其对于管道造成了较大的影响。 1.2 设备操作原因 原油长输管道在运行中出现水击现象，主要的原因之一即为设备操作不当，产生的水击现象。如原油长输管道的走向为A—B—C点进行传输，如因操作人员操作不当，造成的C点阀门或B点阀门关闭，即可造成水击现象的出现。实际分析设备操作原因造成的水击现象，通常在短期内可以解除整体分析造成的影响较小。 1.3 外部扰动震动原因 原油长输管道在运行中主要分析，造成其出现水击现象的原因为外部原因和内部原因两方面。其中因外部扰动及震动造成的水击现象也较为常见，如原油长输管道在运输中因山体滑坡或地震，以及外部其他扰动现象的出现，造成其管道内原油在流动中其流速和内压，出现了一定的变化现象。最终造成了管道水击现象，该类水击现象通常持续时间较短，但造成的危害较大。通常在短期内即可造成汽化现象，以及管道超压现象，严重的影响了原油长输管道的稳定运行。 1.4 设备故障原因 原油长输管道在运行中其原油的传输设备主要为管道、阀门两类设备，管道确保了原油传输的稳定性和安全性，阀门设施则起到了流速流量控制的作用。因此分析因设备出现问题，造成的水击现象也为主要的形成原因之一。具体分析如原油传输中阀门设施或管道设备出现泄漏，或管道出现破损现象，则在短期内造成了原油流速的增加，以及内部压力的下降现象，最终造成的水击现象的出现。该类原因下产生的水击现象，造成了严重的资源浪费现象，并且加剧了设备的损坏现状。 2 原油长输管道水击现象产生的危害 原油长输管道在运行中出现水击现象，对于管道应用的稳定性和安全性，都造成了严重的危害。并且造成了较大的经济损失，严重时甚至造成了人员伤亡现象。基于当前原油长输管道水击现象的产生原因，笔者简要分析水击现象造成的危害。 2.1 管道超压破裂 原油长输管道在运行中其管道内部的压力为恒压状态，如其内部的压力较为均衡，则其运行安全性高，传输质量较好。反之则易引发水击现象，水击现象的出现造成了管道超压破裂等事故现象，严重的影响了管道设备的应用质量，并且产生了较大的安全隐患及经济损失，对于企业的稳定发展造成较大的影响。 2.2 阀门设施损坏 水击现象在持续中产生了一定的势能和冲击力，由于压力环境的变化其冲击力势能较大，因此在水击现象持续时易产生阀门设施的损坏。阀门设施的损坏，严重的影响了原油长输管道的稳定运行，并且对于后期的管道运行恢复造成了一定的影响。具体体现为修复周期长，资源浪费多，经济损失大等现象。 2.3 环境污染及燃爆危害 原油长输管道出现水击现象造成的原油泄漏现象较为常见，该类现象的出现造成了严重的环境污染现象，如水源污染、土壤污染、空气污染等。此外分析其泄漏的持续时间，如持续时间较长，则水击现象造成的资源泄漏现象，也产生了一定的燃爆危害。对于区域居住人员的生命安全，以及区域生态环境都造成了较大的危害。 3 原油长输管道水击现象的控制方案 分析原油长输管道在运行中出现的水击现象，为合理有效的进行该类现象的控制，并且保障原油长输管道的稳定运行，提升企业的稳定收益。笔者分析当前原油长输管道的应用现状，以及其在实际发展中存在的问题，提出了以下的控制方案及改善对策。如：进出站泄压保护、应用智能化控制设施、整体规划设立水击泄放罐、设立完善的设备操作流程。 3.1 进出站泄压保护 原油在长输管道传输中水击现象，产生的主要原因为原油压力、流速出现变化。因此控制其管道压力和流速，则可有效的进行水击现象的控制。具体落实中则可通过原油进出站泄压操作的方式，确保原油流动中的压力均衡性，并且避免因压力增高产生的水击现象。 3.2应用智能化控制设施 原油长输管道阀门设施及动力设施出现故障，造成的水击现象较为常见，并且该类现象造成的危害持续时间较长。当前在实际发展中，为有效的提升原油长输管道的应用质量，石油企业可通过应用智能控制设施的方式，进行其设备设施的控制和应用。通过连接传感器，以及智能控制设施的方式，进行其阀门设施以及站点控制设备的连接。如在实际运行中出现设施故障现象，则可通过系统控制的方式
原因： 1）送汽前未进行暖管和疏水； 2）送汽时主汽阀开得过快、过大； 3）锅炉负荷增加过急或发生满水，汽水共腾等事故，蒸汽大量带水 处理方法： 1）开启管道上的疏水阀，进行疏水； 2）锅炉水位不要过高，维持正常水位； 3）加强水处理工作，保证给水和锅水质量，避免发生汽水共腾 以下几种情况蒸汽管道水击现象比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启及疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。 （2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。 （3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。 蒸汽管道发生上列水击现象时，主要的征象一是管道系统发生振动，管道本体、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈；二是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。第三种征象是蒸汽带水进入管道时，在管道的法兰结合处易发生冒汽现象，水击严重时，法兰垫被冲坏致使大量漏汽。 蒸汽管道水击的防范与处理 发生过多次水冲击的管道，常出现支吊架松脱焊口泄漏等故障，因此，在热力管道设计规程中明确规定，对于不经常流通的管道死端，以及管段的低位点，均应考虑设置疏水阀、疏水管。虽然从管道的设计安装时就充分考虑防范发生管道水击的可能，但实际运行中，因种种原因仍比较容易遇到前述的各种水击现象，所以在实际遇到时应采取相应的处理处理方法及防范措施： （1）在管道投运时发生水击，可关小或关闭进汽阀以控制适当的暖管速度，并及时开启蒸汽管道疏水阀，若疏水管堵塞，手摸裸露处不烫手，则反复敲打，必要时更换。
给水排水管网系统 第一章给水排水管网系统概论 1、给排水系统功能有哪些？请分类说明。 ①水量保障向指定用水点及时可靠提供满足用户需求的用水量，将排出的废水与雨收集输送到指定地点； ②水质保障向指定用水点提供符合质量要求的水及按有关水质标准将废水排入受纳水体； ③水压保障为用户提供符合标准的用水压力，同时使排水系统具有足够的高程和压力，顺利排水； 2、给水的用途有哪几类？分別列举各类用水实例。 有生活用水、工业生产用水和市政消防用水。生活用水有：居民生活用水（如家里的饮用、洗涤用水）、公共设施用水（如学校、医院用水）、工业企业生活用水（如企业区工人饮用、洗涤用水）；工业生产用水有：产品用水（如制作酸奶饮料的用水）、工艺用水（如水作为溶剂）、辅助用水（如冷却锅炉用水）；市政消防用水有道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防用水。 3、废水有哪些类型？分别列举各类用水实例。 按所接纳废水的来源分：生活污水、工业废水和雨水。生活污水：居民生活所造成的废水和工业企业中的生活污水，如洗菜水、冲厕产生的水；工业废水：如乳制废水；雨水：如下雪、下雨产生的水。 4、给水排水系统由哪些子系统组成？各子系统包含哪些设施。 ①原水取水系统包括：水源地、取水设施、提升设备和输水管渠等； ②给水处理系统包括：各种采用物理化学生物等方法的水质处理设备和构筑物；③给水官网系统包括：输水管渠、配水管网、水压调节设施及水量调节设施等；④排水管网系统包括：污废水收集与输送管渠、水量调节池、提升泵等； ⑤废水处理系统包括：各种采用物理化学、生物等方法的水质净化设备和构筑物；⑥排放和重复利用系统包括：废水收纳体和最终处置设施如排放口等。 5、给水排水系统各部分流量是否相同？若不同，是如何调节的？ 因为用水量和排水量是随时间变化的，所以各子系统一时间内流量不相同，一般是由一些构筑物或设施来调节，比如清水池调节给水处理流量与管网中的用水量之差，调节池和均合池用于调节排水官网流量和排水处理流量之差。 6、什么是居民生活用水量、综合生活用水量和城市综合用水量？居民生活用水量是指居民家庭生活中饮用、烹饪、洗浴、洗涤等用水； 综合生活用水量是居民生活用水量与公共设施用水量之和（公共设施是指学校等公共场所用水量）； 城市综合用水量是以下用水量的总称：居民生活用水量、公共设施用水量、工业企业生产和工人生活用水量、消防、市政用水量、未预见水量及给水管网漏失水量。 7、什么是用水变化系数？有哪几种变化系数？如何计算？ 在一年中，每天或每时的用水量变化可以用一个系数表示，即用水变化系数。有用水日变化系数(Kd)和用水时变化系数(Kh)。Qd—最高日用水量，Qy全年用水量，Qh最高时用水量Kd=365Qd/Qy；Kh=24Qh/Qd。 8、给排水中的水质是如何变化的？哪些水质必须满足国家标准？ 三个水质变化过程：①给水处理：即将原水净化使其水质达到给水水质要求的处理过程，②用户用水：即用户用水改变水质，使之成为污水或废水的过程，③废水处理：即对污水或废水进行处理，使之达到排放水质标准。