给水泵房泵站水锤及其防护

水锤防止措施
1、“水锤”的定义
水锤是流体流动性的瞬变过程，它是流体的一种非稳定流动，也称压力脉动，即在压力管道中，当水流因某种原因而产生流速的急剧变化，由于流体的惯性作用而引起管道内液体的压力急剧升高或降低而产生水力冲击波。

2、产生水锤的原因及危害分析
3、停泵水锤产生的危害
系统大，存水量多，停泵时能量聚积大，造成冲击波就越严重。

系统静压水位高，回水管储存的能量越大，一旦水泵突然停止运转，回水管内的水流不会立即停止，在高静压水位的作用下，产生的冲击力就越大。

系统管道的支架设置不合理及管道固定不牢固，造成水力冲击无法在管内消除，从而很容易传到整个管道系统而造成震动，管道的自震频率和产生水锤时的水力冲击频率接近，是系统发生严重水锤现象的原因之一，而系统的自震频率和管道系统安装固定的方法密切相关。

综上所述，由于产生水力脉冲需要空间，开式系统提供了这方面的条件，而闭式系统由于水流一直充满系统，兼之水的不可压缩性，造成冲击波的振幅相对较小，因此开式系统比闭式系统更容易产生水锤，水锤轻则产生噪音、震动，重则造成设备、阀门受损，更严重则造成软接撕裂，管道爆裂。

4、防止“水锤”具体措施。

水泵输送管线发生水锤的原因及防护水锤又称水击。

水(或其他液体)输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停车、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。

长距离输水工程应进行必要的水锤分析计算，并对管路系统采取水锤综合防护计算，根据管道纵向布置、管径、设计水量、功能要求，确定空气阀的数量、型式、口径。

1水锤发生的原因、分类1.1引起水锤过程的原因(1)启泵、停泵、用启闭阀门或改变水泵转速、叶片角度调节流量时；尤其在迅速操作、使水流速度发生急剧变化的情况。

(2)事故停泵，即运行中的水泵动力突然中断时停泵。

较多见的是配电系统故障、误操作、雷击等情况下的突然停泵。

1.2水锤破坏主要的表现形式(1)水锤压力过高，引起水泵、阀门和管道破坏；或水锤压力过低，管道因失稳而破坏。

(2)水泵反转速过高或与水泵机组的临界转速相重合，以及突然停止反转过程或电动机再启动，从而引起电动机转子的永久变形，水泵机组的剧烈振动和联结轴的断裂。

(3)水泵倒流量过大，引起管网压力下降，水量减小，影响正常供水。

1.3.水锤的分类与判别(1)按产生水锤的原因可分为：关（开）阀水锤、启泵水锤和停泵水锤；(2)按产生水锤时管道水流状态可分为：不出现水柱中断与出现水柱中断两类。

前者水锤压力上升值△H通常不大于水泵额定扬程HR或水泵工作水头H0称正常水锤；后者当水柱再弥合时，水锤压力上升值较高，常大于HR或H0，是引起水锤事故的重要原因，故称非常水锤。

所谓水柱中断，就是在水锤过程中，由于管道某处压力低于水的汽化压力而产生，即：Pi/γ+Pa/γ≤Ps/γ(1-1)式中： Pi/γ—管道中某点的压力（M）；Pa/γ—大气压力（M）；Ps/γ—水的饱和蒸汽压力（绝对压力），在常温下取2-3M；γ—水的容重。

(3)对于关（开）阀水锤，与关（开）阀时间T。

有关可分为：直接水锤：Tc＜Tγ（1-2）间接水锤：Tc＞Tγ (1-3) 式中：Tγ—水锤相（秒），见公式（1-12）。

水锤的危害及预防在压力管道中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭或开启，水泵机组突然停车等），使得水的流速突然变化，从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，这种水力现象称为水锤，也称水击。

一、水锤的危害水锤引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。

这种大幅度的压强波动，造成的危害有：1、引起管道强烈振动，管道接头断开，破坏阀门，严重的造成管道爆管，沿途房屋渍水，供水管网压力降低。

2、引起水泵反转，破坏泵房内设备或管道，严重的造成泵房淹没。

3、造成人身伤亡等重大事故，影响生产和生活。

二、水锤产生的条件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。

三、水锤的预防措施㈠开（关）阀水锤1、开关水锤有直接水锤和间接水锤，延长开阀和关阀的时间，可避免产生直接水锤。

2、离心泵、混流泵应在阀门关至15%—30%时而不是全关时停泵，这样可以降低水泵出口压力，防止水泵振动及延长阀门使用寿命。

对于轴流泵在泵出口一般不应设阀门。

㈡启泵水锤1、排除管道空气，使管道充满水后再开启水泵。

凡是长距离输水管道的隆起处各点应设置自动排气阀或设置充水设施。

2、当水泵必须在空管启动时，可采用分阶段开阀启泵方式。

⑴先将水泵出口阀门打开15%—30%（蝶阀可先开150—300），管道上其余阀门全部开启。

⑵然后启动水泵。

⑶待管道充满水后再将水泵出水口阀门全开或开到所需的角度。

3、设有止回阀的水泵⑴在止回阀前设自动排气阀。

⑵在止回处设旁通阀。

⑶事故停泵后，应待止回阀后管道充满水再启动水泵。

⑷启泵时水泵出口阀门不要全开，否则会产生很大的水冲击。

据调查分析国内几个泵站的重大水锤事故多在这种情况下产生。

㈢停泵水锤给水管中的水在断电后的最初瞬间，主要靠惯性以逐渐减慢的速度继续向水池方向流动，然后流速降到零。

建筑消防给水系统中停泵水锤的算法及防护措施前言建筑消防给水系统作为一种供应消防水的系统，具有广泛的应用和重要意义。

在建筑消防给水系统中，停泵操作是一种常见的操作，但如果不注意，在停泵过程中会产生水锤现象，给系统带来严重的影响。

因此，本文将介绍建筑消防给水系统中停泵水锤的算法及防护措施。

建筑消防给水系统中的水锤现象水锤是指管道内的液体在运动中受到突然变化的力后产生的瞬间液压波。

当液体受到阻碍，如管道内蒸汽闸门、阀门等的突然关闭、阀门快速开启或关闭、水泵启动或停止时，将会产生瞬间的阻力，液体在瞬间变化的力下形成一种液压波，产生了水锤现象。

水锤现象对含气液体管道来说是一种严重的危险，其压力和震动不仅使管道和配件产生变形和管道接头产生破裂、还会对器具和工作人员产生潜在的危害，对建筑消防给水系统的工作产生极大的影响。

建筑消防给水系统中停泵水锤的产生原因建筑消防给水系统中的水泵作为推动消防水进入建筑内部的主要器材，其启停过程对于系统运行的影响非常大。

在建筑消防给水系统中实施停泵操作时，其主要目的是为了进行巡查、检修和更换机械故障等维修。

然而，停止水泵时也就是关闭水泵，在管道内产生压力瞬间变化的情况，此时就会产生水锤现象，导致系统受损，甚至影响的更大范围。

建筑消防给水系统中停泵水锤的算法由于建筑消防给水系统中停泵操作会引起水锤现象，因此，为了有效地缓解系统被水锤现象压力，一些算法被设计用来解决水锤问题。

以下将引入Dahl算法以及它的增强型来控制建筑消防给水系统中的水锤问题。

Dahl算法Dahl算法是对管道内液体实施流动控制和维持管道稳定的一种算法。

该算法仔细研究了水锤现象的机理，以此设计了一种算法，可以在管道中控制液体的流动，从而防止水锤的产生。

Dahl算法根据下列几个方面对管道液流状态进行监控：1.控制水流速度和流量。

2.调整管道内的压力。

3.调整管道内的废气压力。

4.检查管道内的流速。

5.检查管道内的流动状态。

浅析停泵水锤危害及防护措施摘要水锤是指水泵突然停止或开启导致水的流速变化而造成的压强大幅度波动的现象，而停泵水锤往往会对生产造成巨大的影响，严重的还会对安全造成重大的威胁，但停泵水锤也并不是不能防护的，文章分析并详述了许多能够有效地防止停泵水锤的产生的方法。

关键词水锤、水击、停泵安全、防护消除一、水锤效应简介水锤又名为水击，是指水在传送的过程中，水泵突然停止、突然开启或关闭导叶、突然开启或关闭阀门而产生的流速变化同时使压强大幅度波动的现象。

而在给水泵启动与停止时通过水流冲击管道而产生的严重水击则称之为水锤效应。

水管内壁是光滑的水能在其中流动自如。

当突然关闭阀门或是给水泵停止水流就会到达阀门和管壁并对其产生一个压力。

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。

同时相反的，当突然打开关闭着的阀门或者是给水泵启动也能够产生水锤。

水锤产生的瞬时压强非常的大，能够达到管道中正常工作压强的几十倍甚至是数百倍。

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。

会对管道系统产生巨大的危害，严重的甚至破坏管道系统。

水锤效应的破坏性大致有以下几点：由压强过高而引起管子的破裂或是压强过低而导致管子的瘪塌，同时还会损坏阀门和固定件。

在短时间内，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。

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。

二、发生停泵水锤的主要原因停泵水锤的产生往往与电力系统故障或是水泵机组的机械故障有分不开的关系，这些故障往往会导致水泵机组突然停运，造成开阀停车时在水泵管路中水流速度发生递变而引起压力递变。

如今自动化程度不断提高水泵的开启与停止也早已实现了远程操作，这种进步虽然使工作变得轻松便捷，然而也使其增加了许多安全隐患。

浅析水锤分析计算和防护措施摘要：在水泵正常运行时，如果突然断电，在供水管道中将形成大于水泵正常工作压力数倍的水锤压力，造成水泵和供水管道破坏。

采用特征线法对取水泵站进行了水锤分析。

计算结果表明：水锤压力较大，影响水泵及管路的安全稳定运行。

本文主要对水锤产生的原因、危害及一些常见的防护措施进行了介绍。

关键词：水锤；水柱脱流；水锤防护一、水锤现象水锤现象在压力管路中，由于流体的流速剧烈变化而引起一系列急骤地压力交替升降的水力撞击现象，称为水锤（水击）现象，也称水力瞬变。

目前，国内外普遍将压力输水管路中所发生的各种水锤现象，通称为输水管路的水力过渡过程。

管路中发生水锤现象时，随着压力的交替升降，液体分子质点将相应地呈现密疏状态交替变化，这种变化以纵波形式沿管路往复传播，因此水锤现象是一种波动。

在有压管路中，由于流速的剧烈变化和水流的惯性而引起一系列急骤的压力变化和密度变化。

它们的综合作用结果，在物理现象上表现为快速传播的水锤波动。

水锤波动全过程包括压力波的产生、传播、反射、干涉以及消失的整个物理过程。

水锤的传播只限于连续的水流中，当管路中出现水柱分离时，水锤波的传播受到影响，将会引起更加复杂的物理过程。

引起水锤的主要原因有：1）启泵、停泵、启闭阀门或改变水泵转速、叶片角度调节流量时；尤其在迅速操作，水流速度发生急剧变化的情况下。

2）事故停泵，即运行中的水泵动力突然中断时，较多是由于配电系统故障、误操作、雷击等情况下的突然停泵。

图1-1 供水系统水锤过程线图二、水锤的危害长距离高扬程输水工程中，水锤事故的发生是较为普遍的现象，尤其是管线高差起伏较大、地形复杂的工程。

事故产生的实例也是多种多样的，例如，水电站内因关闭水轮机导叶时操作失误，而造成压力管内水压上升；泵站系统中，因断电或其他原因而使水泵突然停泵，压水管内的压力在下降之后又产生不同程度的压力上升，导致停泵水锤。

水锤事故都会造成不同程度的灾害，轻则造成水管破裂（即爆管），致使供水中断，影响正常的生产生活；重则造成淹毁泵站、泵船沉没等严重后果。

停泵水锤的危害及预防水锤也称水击，是压力管道中由于水流速度发生骤然变化而引起压力变化的一种水力过渡现象，也称瞬变流。

即在压力管道中，当水流因某种原因而产生流速的急剧变化时，由于流体的惯性作用而引起管道内液体的压力升高或降低。

它对水泵机组和管道系统的危害性很大。

一般情况下，水泵在正常运行和正常停泵过程中是不会发生水锤的。

水锤现象分类从不同角度，水锤现象可分为4类：（1）按关阀历时与水锤相的关系分为直接水锤现象和间接水锤现象；（2）按水锤波动情况可分为水柱连续水锤现象和水柱分离水锤现象；（3）按水锤水力特性可分为刚性水锤现象和弹性水锤现象；（4）按水锤成因的外部条件可分为启动水锤现象、关阀水锤现象和停泵水锤现象。

水锤计算方法水锤分析计算可以采用解析法、图解法、特征线法以及有限元法。

解析法和图解法忽略了摩擦阻力的影响，对复杂边界条件的处理也比较粗糙，计算精度较差。

采用有限元法计算机用时并不减少，且边界条件处理不如特征线法方便。

采用特征线法，可较精确地考虑沿程摩阻和局部摩组队水锤计算的影响，能方便地处理各种复杂边界条件，如串联管道、分岔管道、阀门、调压室、机组等处的边界条件，计算精度可以大大提高。

停泵水锤有哪些危害停泵水锤是水锤现象的一种，是由于泵站工作人员失误操作、外电网事故跳闸以及自然灾害（大风、雷击、地震）等原因，导致水泵机组突然断电，造成停车而在泵站及管路系统中发生的水锤现象。

根据调查发现，很多的水锤事故都属于停泵水锤事故，其对泵房和管路的安全有极大的威胁，国内有几座水泵房曾发生停泵水锤而导致泵房淹没或管路破裂。

水锤现象的延续时间虽然短暂，但它造成的工程事故不容忽视，轻则水泵机组产生振动和水力撞击噪声；严重时，水泵机组震坏，管道锤裂造成停水事故。

如因事故停泵在管路中产生水柱分离和断流弥合水锤，则其破坏力更为严重。

停泵水锤，如何防护由于停泵水锤可能导致泵站和输水系统发生严重事故，因此有必要根据具体情况采取相应的措施来消除停泵水锤或消减水锤压力。

水锤的危害及预防在压力管道中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭或开启，水泵机组突然停车等），使得水的流速突然变化，从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，这种水力现象称为水锤，也称水击。

一、水锤的危害水锤引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。

这种大幅度的压强波动，造成的危害有：1、引起管道强烈振动，管道接头断开，破坏阀门，严重的造成管道爆管，沿途房屋渍水，供水管网压力降低。

2、引起水泵反转，破坏泵房内设备或管道，严重的造成泵房淹没。

3、造成人身伤亡等重大事故，影响生产和生活。

二、水锤产生的条件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。

三、水锤的预防措施㈠开（关）阀水锤1、开关水锤有直接水锤和间接水锤，延长开阀和关阀的时间，可避免产生直接水锤。

2、离心泵、混流泵应在阀门关至15%—30%时而不是全关时停泵，这样可以降低水泵出口压力，防止水泵振动及延长阀门使用寿命。

对于轴流泵在泵出口一般不应设阀门。

㈡启泵水锤1、排除管道空气，使管道充满水后再开启水泵。

凡是长距离输水管道的隆起处各点应设置自动排气阀或设置充水设施。

2、当水泵必须在空管启动时，可采用分阶段开阀启泵方式。

⑴先将水泵出口阀门打开15%—30%（蝶阀可先开150—300），管道上其余阀门全部开启。

⑵然后启动水泵。

⑶待管道充满水后再将水泵出水口阀门全开或开到所需的角度。

3、设有止回阀的水泵⑴在止回阀前设自动排气阀。

⑵在止回处设旁通阀。

⑶事故停泵后，应待止回阀后管道充满水再启动水泵。

⑷启泵时水泵出口阀门不要全开，否则会产生很大的水冲击。

据调查分析国内几个泵站的重大水锤事故多在这种情况下产生。

㈢停泵水锤给水管中的水在断电后的最初瞬间，主要靠惯性以逐渐减慢的速度继续向水池方向流动，然后流速降到零。

生活给水系统“水锤”的防护措施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。

供水管网压力随着工况的变化而不断变化，机泵工频运行时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．采用泄压保护技术2．1 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。

2．2 泄压保护阀：该设备安装在管道的任何位置，和水锤消除器工作原理一样，只是设定的动作压力是高压，当管路中压力高于设定保护值时，排水口会自动打开泄压。

3．采用控制流速技术3．1 采用水力控制阀，一种采用液压装置控制开关的阀门，一般安装于水泵出口，该阀利用机泵出口与管网的压力差实现自动启闭，阀门上一般装有活塞缸或膜片室控制阀板启闭速度，通过缓闭来减小停泵水锤冲击，从而有效消除水锤。

3．2 采用快闭式止回阀，该阀结构是在快闭阀板前采用导流结构，停泵时，阀板同时关闭，依靠快闭阀板支撑住回流水柱，使其没有冲击位移，从而避免产生停泵水锤。

4．在管路中各峰点安装可靠的排气阀也是必不可少的措施采取的做法是对供水装置的泵房实施自动控制、变频恒压改造，并配套在机泵出口安装水力控制阀(或快闭式止回阀)，在管网各主干管上安装水锤消除器和泄压阀，在各管道波峰点安装自动排气阀，通过以上措施，效果显著。

如何预防水锤什么是水锤？水锤，也被称为液压冲击或水击，是由于液体快速停止或改变流动方向而产生的压力波峰。

在给水系统中，当阀门突然关闭或泵停止运行时，液体会产生反向流动，导致压力骤增，从而引发水锤现象。

水锤的冲击力可能对给水系统和管道构件造成严重损害，甚至导致泄漏和破裂。

预防水锤的方法预防水锤的主要方法包括安装减压阀、缓冲蓄能器和减震器，以及合理的系统设计。

下面将详细介绍这些方法。

1. 安装减压阀减压阀可以减少压力骤增，防止水锤的发生。

减压阀通常安装在系统中的水泵出口或液体流动方向改变处。

通过减小系统压力骤增，减压阀可以有效缓解水锤现象，并保护管道系统。

2. 安装缓冲蓄能器缓冲蓄能器是一种装有可压缩空气的容器，它可以通过吸收和缓冲液体流动时产生的压力变化来防止水锤。

当阀门突然关闭或泵停止时，蓄能器可以通过释放储存的空气，来减少液体冲击力和压力波峰的产生。

安装缓冲蓄能器可以有效地降低水锤的压力，减少对管道系统的冲击和损坏。

3. 安装减震器减震器是用于吸收管道系统液体流动中的振动和冲击的装置。

它们通常是由有弹性的材料制成，可以减缓水锤的产生。

减震器可以在管道系统中的关键位置和装置上安装，例如弯头、阀门和泵。

通过减少冲击和振动，减震器可以延长管道设备的使用寿命，预防水锤的发生。

4. 合理的系统设计除了安装减压阀、缓冲蓄能器和减震器外，合理的系统设计也是预防水锤的重要因素。

在系统设计中，应考虑以下几个方面：•正确计算水流速度和管道直径，确保水流速度适宜，以避免压力波峰的产生；•对于长距离和大直径的管道，应增加冲洗管和缓冲室，以减少冲击和液体反向流动；•使用适当的弯头和过渡件来减少液体流动的冲击；•定期检查和维护管道系统，及时发现和修复潜在问题，以防止水锤的发生。

总结水锤是给水系统中常见的问题，但通过安装减压阀、缓冲蓄能器和减震器，以及合理的系统设计，可以有效地预防水锤的发生。

在设计和安装管道系统时，务必密切注意水锤的可能性，并采取适当的措施，以确保系统的安全稳定运行。