压力管道中水锤现象及其防止问题

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。

解决水锤最简单的方法一什么是水锤？在压力管道中，由于某种外界原因（阀门开启或关闭太快、水泵突然停止）使液体流速急剧改变，造成瞬时压力显著、反复、迅速变化，从而对管道及阀门等产生强大的水流冲击波，以及出现“空化”现象，就像锤子敲打一样，并伴随着“bang bang”的水击声，所以叫水锤。

水锤不仅会发生在水系统中，也同样会发生在我们熟悉的蒸汽系统和冷凝水回收系统中。

这里着重研究蒸汽和冷凝水管网中的水锤问题。

二水锤的危害水锤使管道内的压力急剧增加到正常压力的几倍甚至十几倍，危害极大，影响生产和生活。

如果压力过高，会导致管道破裂；否则，如果压力太低，会导致管道坍塌，还会损坏阀门和固定装置。

三水锤产生的原因1、蒸汽管道的水锤1）、蒸汽管道中的撞击蒸汽分配管道会发生水锤现象。

通常在第一次供给蒸汽时，缓慢关闭阀门可以有效地消除管道内凝结水液位过高引起的水锤，但这种方法对消除蒸汽突然凝结引起的水锤作用不大。

由于冷凝水是引起这两类水锤的关键，所以去除冷凝水是解决这两类水锤发生最有效的解决方案。

蒸汽疏水阀的正确安装至关重要，这样可以瞬时连续的排放出蒸汽配送管道内的冷凝水。

2）、管道布置如果已经按照建议的位置安装了蒸汽疏水阀，但水锤的现在仍然存在。

那么最有可能的原因之一是：管道安装的倾斜度不正确。

如果管道安装的倾斜度不正确，那么冷凝水就不能正常的流入疏水阀，从而在某些位置形成高液位的冷凝水。

蒸汽管道向上倾斜：水锤发生蒸汽管道向下倾斜：没有水锤发生长距离的蒸汽配送管道，只要稍微上升一点就可能导致水锤，当在安装蒸汽管道时，需使用水平仪反复测量管道的倾斜度。

3）、冷凝水积存在分配管线的末端这只水锤发生的一部分原因，为了真正的消除这个问题，需要对其整套的管道系统进行检测找出确切的原因并且制定适当的对策。

2、设备附近的撞击设备中的水锤，就类似于蒸汽配送管道内的水锤，通常是由于高液位的冷凝水积存造成的。

它们之间的区别在于这种类型的水锤即使发生了，设备也能正常的工作。

当采用异步电机供水时,异步电机在全压起动时,从静止状态加速到额定转速所需时间极短.这就意味着在极短的时间里，水的流量从零猛到额定流量。

由于流体具有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。

水锤效应有极大的破坏性：压强过高,将引起管子的破裂，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。

水力发电厂的水轮机在进水叶动作时也会发生这种现象.据我老师说他还碰到过进水叶因关闭过快而引起压水管爆裂的事故.水锤效应是一种形象的说法.它是指给水泵在起动和停车时,水流冲击管道,产生的一种严重水击.由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流动自如.当打开的阀门突然关闭或给水泵停车，水流对阀门及管壁,主要是阀门或泵会产生一个压力.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，这就是水利学当中的“水锤效应"，也就是正水锤。

相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后,也会产生水锤,叫负水锤，但没有前者大。

另一种关于水锤效应的说法:异步电动机在全压启动时，从静止状态加速到额定转速，水的流量从零猛增到额定流量。

由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，因此,在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击,并产生空化现象.压力冲击将使管壁受力而产生噪音，就像锤子敲击管子一样,称为水锤效应。

采用恒压供水，可以通过对时间的预置来延长启动和停车过程，使动态转矩大为减小,从而从根本上消除水锤效应.实际上,水锤出现在起泵和停泵两种情况下.停泵时，如果是扬程很高，泵通过关断电源自然停止，水会逆向砸下来，形成水锤。

解决的办法是采用变频器或软起动器，用变频器最好，要多舒缓都可以，但是如果不需要调速,成本就高了,用软起动器就可以了，大多数软起动器具有软起和软停双重功能。

水锤产生的另一个原因是水管中有空气，空气柱在突然降压时会膨胀，推动水柱运动，这样气推水，水推气，形成水锤,形成大的破坏力。

水锤现象及解决方案水锤现象是指在水管路系统中由于液体的流动速度突然改变引起的压力冲击现象。

当液体流速突然减小或停止时，液体中的动能会迅速转化为压力能，导致管道内的压力急剧升高，造成管道震动和噪音，并且可能导致管道破裂。

造成水锤现象的原因可以有多种，包括关闭快门阀或龙头阀时速度太快，泵站停车时突然切断水泵供水，管道阻塞突然消除等。

解决水锤问题的方法也有多种，下面将介绍一些常见的解决方案。

1.安装减压阀：减压阀是一种可以控制管道内液体压力的装置。

通过安装减压阀，可以将管道内的压力稳定在一个合理的范围内，避免压力过高引起的水锤现象。

2.安装减压阀并设置减压缓冲：减压阀的另一种应用方式是在管道中设置减压缓冲器。

减压缓冲器可以通过缓冲液的蓄积和释放，平滑流体压力的变化，减少水锤现象的发生。

3.安装软接头和补偿器：在管道系统中合理安装软接头和补偿器，可以有效吸收由于温度变化和管道运动引起的应力，减少水锤现象的发生。

软接头和补偿器的弹性和柔性可以有效缓冲和分散管道内的压力冲击。

4.安装冲击吸收器：冲击吸收器是专门设计用来吸收水锤冲击的设备。

当水锤现象发生时，冲击吸收器可以通过其内部的空气室吸收和缓解冲击力，并将其释放为稳定的流体压力。

通常情况下，冲击吸收器需要根据具体的管道和工况需求进行设计和安装。

5.控制关闭阀门的速度：关闭阀门时要慢而平稳地关闭，避免突然关闭。

可以使用缓慢关闭装置或控制系统来控制阀门的动作速度，减少水锤现象的发生。

6.增加管道的阻尼：在管道中增加阻尼材料或异材料层，可以有效减少管道震动和噪音，降低水锤现象的发生。

此外，对于一些特殊情况，还可以采取其他措施来解决水锤问题，例如增加管道的直径，调整管道的坡度，安装阀门和阀门组合等。

总之，针对不同的管道系统和工况需求，可以选择适当的解决方案来减少水锤现象的发生。

在设计和安装过程中，需要考虑管道系统的压力稳定性和流体动力学特性，并根据实际情况进行综合考虑和优化设计。

供水管道系统水锤分析及防护措施摘要：水锤现象是引发城市供水系统设备损坏以及管道破裂的根本原因之一，对于水锤现象的防护一直都是供水管道系统设计与建设需要考虑的重点问题。

本文作者根据自身研究水锤现象多年的实际经验，对供水管道系统水锤分析及防护措施展开了深入的调研与分析，并给出有效的防护措施，希望能对相关行业起到一定的促进作用。

关键词：供水管道；水锤分析；防护措施引言：在进行水锤防护措施的分析时，首先应该对于供水管道系统水锤现象入手，找到水锤现象发生的具体原因，根据不同原因针对性设置对应的水锤防护措施，进而使水锤现象能够得到有效的控制，提升供水管道系统的安全性与稳定性。

一、供水管道系统水锤现象的分析在供水管道系统运行的过程之中，如果出现了不可预测性的停电现象，或者给水阀门的关闭速度过快时，就会由于水流压力的惯性产生一道非常猛烈的水流冲击波，该冲击波产生而发出的声音类似于锤子在进行敲打的声音，这就是我们所说的水锤现象。

水锤现象产生的应力极大，有时候有着很强的破坏力，严重时甚至会破坏供水系统的阀门或者水泵。

水锤效应是指水在供水管道的内部，由于供水管道内壁过于光滑，所以水流较为自如，而当管道阀门突然关闭时，水流的流动会发生方向性的紊乱，从而产生内部应力，对于阀门会产生一个压力，由于供水管网的内壁过于光滑，水流在惯性的作用下应力迅速达到最大化，从而产生了强大的破坏作用，这种破坏作用在流体力学之中被称为水锤效应，也就是我们常说的正水锤。

在进行供水管网供水管道的建设之中，必须要考虑到水流的水锤现象。

与正水锤相对的是负水锤，是因为关闭后的阀门突然打开而造成的水锤现象，这种水锤现象与正水锤现象相比破坏力较小，但也存在着一定的破坏力。

如果供水管道系统的电动机组突然启动，也会引发压力的冲击现象以及水锤效应，这种压力增大而产生的冲击波会沿着管道进行传播，非常容易造成管道内部的压力超过负荷，导致管道碎裂以及供水设备的损坏现象，因此，在供水管道系统的修建之中，对于水锤效应的防护也就成为了关键性技术之一[1]。

水锤产生的条件、危害及防护措施水锤简介水锤又称水击。

是指水或其他液体输送过程中，由于阀门突然开关、水泵骤然启停等原因，流速突然变化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，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，就象锤子敲打一样，我们称之为水锤。

供水管道壁光滑，后续水流在惯性的“帮凶”下，水力迅速达到最大，所以容易造成破坏作用（如破坏阀门和水泵等），这就是水力学中的“水锤效应”，也叫正水锤；相反，阀门或水泵突然开启，也会产生水锤效应，叫负水锤。

这种大幅波动的压力冲击波，极易导致管道因局部超压而破裂、损坏设备等。

所以水锤效应防护是供水管道工程设计施工中必须要考虑的关键因素。

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。

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。

水锤效应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，对管路系统造成的危害主要有：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、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，造成人身伤亡等重大事故，影响生产和生活。

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、降低输水管线的流速，可在一定程度上降低水锤压力，但会增大输水管管径，增加工程投资。

输水管线布置时应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变减少输水管道长度，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。

停泵水锤的大小主要与泵房的几何扬程有关，几何扬程愈高，停泵水锤值也愈大。

供热管道工程中预防和处理水锤现象的策略水锤是一个常见却又十分危险的现象，特别是在供热管道工程中。

水锤是指由于流体在管道中瞬间施加或中止加速度所产生的冲击波，它可能会导致管道的破裂和设备的损坏，甚至可能造成人身伤害。

因此，在供热管道工程中，预防和处理水锤现象至关重要。

对于预防水锤现象，以下是一些有效的策略：1. 设计合理的管道系统：在供热管道的设计中，应充分考虑水锤问题。

首先，确定适当的流速和压力，以避免流体在管道中产生过高的加速度。

其次，合理选择管道材料和尺寸，以确保管道的强度和稳定性。

最后，使用合适的阀门和附件，如减压阀、消声器等，来减缓流体的运动速度以防止水锤的发生。

2. 定期检查和维护：供热管道工程中的水锤问题通常是由管道破裂、阀门故障等问题引起的。

因此，定期检查和维护管道系统非常重要。

检查包括对管道和阀门进行视觉检查，以确保没有明显的物理损坏和泄漏。

维护包括紧固和更换松动和磨损的管道连接件，及时修理或更换故障的阀门和附件等。

3. 使用合适的隔离器和减压装置：在供热管道系统中，合适的隔离器和减压装置可以有效地减轻水锤现象。

隔离器是一种用于隔离供热管道系统的装置，能够防止水锤从一个系统传递到另一个系统。

减压装置用于调节和降低系统中的压力，以防止过高的压力对管道造成冲击。

对于处理水锤现象，以下是一些常用的策略：1. 安装缓冲罐：缓冲罐是一种用于吸收和减缓水锤冲击波的装置，通常由一个封闭的容器和一个可扩展的空气腔组成。

当水锤发生时，腔体中的空气能够吸收冲击波的能量，减少对管道和设备的损坏。

2. 安装减压阀和消声器：减压阀可以控制和降低系统中的压力，从而减少水锤的发生。

消声器是一种用于减少噪音和振动的装置，能够通过调节和控制流体的速度和流量来减轻水锤的现象。

综上所述，水锤是供热管道工程中一个常见且危险的问题。

为了预防和处理水锤现象，我们需要设计合理的管道系统，定期检查和维护管道，使用合适的隔离器和减压装置，并采取适当的处理方法，如安装缓冲罐、减压阀和消声器等。

水锤（水击）的产生、危害与防护措施水锤又称水击。

是指水或其他液体输送过程中，由于阀门突然开关、水泵骤然启停等原因，流速突然变化且压强大幅波动的现象。

突然停电或阀门关闭太快，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，就象锤子敲打一样，我们称之为水锤。

供水管道壁光滑，后续水流在惯性的“帮凶”下，水力迅速达到最大，所以容易造成破坏作用（如破坏阀门和水泵等），这就是水力学中的“水锤效应”，也叫正水锤；相反，阀门或水泵突然开启，也会产生水锤效应，叫负水锤。

这种大幅波动的压力冲击波，极易导致管道因局部超压而破裂、损坏设备等。

所以水锤效应防护是供水管道工程设计施工中必须要考虑的关键因素。

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。

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。

水锤效应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，对管路系统造成的危害主要有：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、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，造成人身伤亡等重大事故，影响生产和生活。

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、降低输水管线的流速，可在一定程度上降低水锤压力，但会增大输水管管径，增加工程投资。

输水管线布置时应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变减少输水管道长度，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。

停泵水锤的大小主要与泵房的几何扬程有关，几何扬程愈高，停泵水锤值也愈大。

管道工程施工验收中的水锤与防止在管道一年由于液体介质的流速突然变化，使压力突然增人或减小，且变化幅度很大。

在压力波动过程中常伴有锤击般的声响和振动。

这种现象称为水锤或水击。

水锤产生的过高压力可导致管道、阀门和水泵的破坏，过低的压力则可导致管道的失稳而损坏。

对于水锤应有足够的认识，并采取恰当的预防措施，以防止水锤对管道、阀门和水泵的破坏。

因为管道中流速的变化是不可避免的，水锤现象并不罕见。

只是通常发生的是属于正常水锤，其水流状态不出现水柱中断 (管道某处压力低于水的汽化压力或存在空气而产生)，压力上升值一般不大于水泵的额定扬程，危害不太大。

但在霍山某矿输水管道、定远盐矿长输给水管道、安庆石化厂长输架空石油管道，都曾发生管道道破坏事件。

某工程的爆管还造成死亡4人的恶性事故。

推究这些管道破坏的原因，可以认为主要是水锤所引起。

次要原因则是管道材质和管基沉陷等。

例如在定远盐矿长输给水工程中，其中φ600连续铸铁管6.7 km，φ600钢板卷管3 6 km，管材水压试验压力2mpa，使用压力1mpa，在管道安装完毕进行通水试验时，由水库边泵站送水，水泵扬程98m，流量745—1458 m?／h。

在送水时逐渐开启电动阀门，约半小时左右，铸铁管呈大片爆裂，累修累爆，达5次之多，钢管也从焊缝处爆裂一次，显系内压力过高而受破坏，该输水管长达10．3 km，穿越山丘与农田多处起伏，虽于泵出lj不远装置了缓闭止回阀，在管线隆起处安装了自动排气阀，估算其排气量约为输水量的1／3，在管道内必然产生水柱中断，当水杵再弥合时，水锤压力上升值较高，是所谓非常水锤，其压力升高值△h=a△v／2g，式a为水锤的传播速度。

此压力升高值加上水泵压力虽然超出使用压力不是太高，但冈为连续铸铁管工艺上是连续浇注，同时用水迅速冷却，受力性能较差，在水锤作用下自然易于爆裂。

该输水管的钢管靠近水泵出口，当水泵启动和停止时，如水柱在止回阀处弥合，其压力升高值j。

管道水锤防治设计水锤的概述水锤是一种出现于水或其他液体在输送过程中，由流体速度发生剧变产生的压力而造成的水力撞击现象，因此也被称作为水击。

从实质上来讲，水锤现象其实就是两种不同运动状态在形成对立统一时，“水”这一液体充分发挥了其可压缩性及惯性两大显著特征，使水力在运动状态中迅速达到最大，从而产生破坏作用。

水锤的危害水锤发生时虽然持续时间通常较短，但其造成的危害却无法估计，特别是在水锤发生伴有水柱分离时，带来的破坏力更加严重。

若在输水管路中出现水锤现象，将会使该管道内压强迅速升高，从而带来以下危害：①输水管道被高压所影响开始出现强烈，管道接口处由于无法承受高压而断开，从而使阀门遭到破坏。

在此情况下，管道接口若是未断开，输水管最终将出现爆管事故。

②水锤将会使正常的水泵出现反转，从而使泵房内的设备及管道遭到破坏，最终导致管道内水源淹没泵房。

③输水管道在水流与气压的双重逼迫下，有可能会出现管道爆炸现象。

此现象一旦发生，轻者影响人们生产及生活用户，重则造成操作人员的伤亡。

由此看出，水锤带来的危害比想像中更为严重，当务之急还需加强对水锤防护对策的研究。

水锤的防治一般来说，控制关开阀水锤和启动水锤相对容易，对泵站的危害性较小，采用传统经验布置以快速排气为主要功能的普通空气阀就是针对此类水锤的控制。

而停泵水锤是突发性的，防护难度大，采用普通空气阀无法控制停泵水锤，若防护措施不当将对泵站及管线的危害性大。

所以停泵水锤的防护是水锤防治的重点。

本工程中输水管道管径大、重要性高，可以预见，如果该系统发生突然停泵，必然产生对管道危害极大的断流弥合水锤。

因此，水锤的计算及防治设计是本工程的一大重点。

参考《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS193：2005）常用的水锤防护措施，拟采用如下水锤防护措施：（1）加压泵站内设置水锤消除器避免水锤问题对泵房产生损害。

（2）采用复合式高速进排气阀消除水锤不利影响；鉴于空气阀（吸气排气阀）在保证长距离输水管道安全运行中起到的重要作用，在管线每个较明显的局部隆起点均设置有空气阀。