停泵水锤的应急措施

管道停泵水锤模拟分析及水锤防护措施建议摘要：本文以长距离输水管线为研究对象，建立水力分析模型，对不同运行工况下停泵水力过渡过程进行分析研究。

主要分析无防护措施停泵水锤水力模型及为消除或减小该现象而采取防护措施后的水锤水力模型。

通过对关阀时间、排气阀，水泵惯量等各种变化工况进行模拟停泵水锤分析，结果表明排气阀可以有效的降低管道负压，关阀时间和水泵惯量对管道正压有调节作用但是对管道负压的调节作用很小。

该模拟分析结果可以缩短泵站和输水管线的设计时间，优化供水工程的投资建设，为泵站和长距离输水管线的安全运行和优化设计提供技术依据。

关键词长距离输水停泵水锤模拟分析防护措施1 引言水锤分析是基于一种水中压力波传导理论的非稳态瞬变流分析技术，对于各种管路系统在水流突变状况下的安全防护具有重要意义。

对于静扬程高、距离长、管道起伏频繁、流速大的长距离输水管线系统而言，在突然停泵、启泵、关阀、开阀等过程中，由于操作不当、防护设施配置不合理或失效等原因引起管路中水流的瞬间急剧变化。

因为管道较长，管线前面的水流速度还是正常的供水流速，而水泵处的水流速度会减小直至为零，因此管线中的水柱会被拉断，产生真空负压；当管道中水柱流速下降，会在自身的重力和负压吸引力的双重作用下产生水柱撞击，形成水锤。

当这种局部压力骤升或突降超过管材、阀门、水泵等设施的承受能力时，就会造成管道爆裂、变形、水泵电机损坏等灾难性事故。

因此，对于长距离输水管线要求必须进行水锤计算分析。

当前，随着水资源短缺和地域分布不均加剧，长距离输水项目建设日益增多，且大多具有距离长、口径大的特点，随着输水距离的增大，沿途地形、地质等也呈日益复杂化趋势。

通过计算机模拟不同工况条件下的的管道压力变化，针对模拟分析结果采取相应的防护措施，确保了供水系统的安全稳定运行。

本文依托某电厂的用水管线，模拟分析了排气阀的设置，水泵的关阀时间，水泵惯量及液压气动罐位置对管线瞬变流动压力波的影响。

供水管道消除或减轻水锤的防护措施供水管道壁光滑，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。

一、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：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、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。

三、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。

因此，应根据当地实际情况选用合理的水泵扬程。

事故停泵后，应待止回阀后管道充满水再启动水泵。

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。

关于停泵水锤的分析及防护摘要：介绍了停泵水锤的危害及其防护措施，并且介绍了在具体的技术条件下，通过电算法这种水锤计算来正确进行停泵水锤分析、判断停泵水锤危害，从而采取有效地防护措施来消除其危害。

关键词：停泵水锤防护措施特征线法随着城市化建设的进展，各类泵站也日益增多，而如何保证泵站及管路系统安全运行，免遭水锤破坏，越来越重要。

在压力管流中因流速剧烈变化引起动力转换，从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的水力撞击现象，称为水锤现象。

水锤是流体的一种非恒定流动，及液体运动中所有空间点处的一切运动要素（流速、加速度、动水压强、切应力和密度等）不仅随空间位置而变，而且随时间而变。

1. 停泵水锤的危害在安装有离心泵的水泵站中，因突然事故断电或其他原因而突然（开阀）停泵时，则在压水管内首先产生压力下降；随后视流速大小及管路系统情况而产生程度不同的压力上升，即停泵水锤。

泵站中发生水锤事故的现象，较为普遍，其中以地形复杂、高差起伏较大的我国西北、西南地区，尤为突出。

根据以前各地区有记录的水锤事故调查可看出：泵站中多数水锤事故的结果是轻则水管破裂，止回阀的上顶盖或壳体被打坏大量漏水，造成暂时供水中断事故；重则酿成泵站被淹没，泵船沉没等严重事故。

个别的，还因泵站水锤事故，造成冲坏铁路路基、损坏设备、伤及操作人员造成人身伤亡等次生灾害。

在农田灌溉泵站中，常因扬程高、流量及功率较大，故其水锤危害及影响毫不亚于给水工程系统，人们还特别将泵站水锤的危害列为泵站三害（即水锤、泥砂、噪声）之一。

2. 停泵水锤防护措施泵系统中停泵水锤这一水力过渡是由降压开始的。

因此，目前已有多种防护措施来解决这类由降压波的发生与传播开始的水锤升压问题，其出发点多数是建立在对停泵水锤危害的早期防治上并大致可归纳为四种类型：2.1 注水（补水）或注空气（缓冲）稳压，从而控制住系统中的水锤压力振荡，防止了真空和断流空腔再弥合水锤过高的升压。

属于这种类型的有（双向）调压塔、单向调压塔或单向调压（水）池、空气罐以及注空气(缓冲)阀等。

水泵停止产生水锤的防护措施
水泵停止时产生的水锤合理防护措施
减少水锤压力，对于降低管道造价、改善机组运行条件、保证安全运行和可靠供水具，有重要意义，因此必须对停泵水锤采取必要的防护措施。

（一）防治降压的措施
布置管道时，管道的纵剖面应在最低压力线以下，如果由于受地形条件所限，不能变更管道布置时。

（二）防治升压的措施
1.装水锤消除器
水锤消除器是具有一定泄水能力的安全阀，安装在止回阀的出水侧。

当停泵后管道中水压力降低时，阀门打开，将管道中部分高压水泄走，从而达到减少升压值，保护管道的目的。

2.安装缓闭阀
缓闭阀是当事故停泵时，通过相应的传动机构让止回阀阀板或其他类型的阀板按预定的程序和时间自动关闭。

这样，既减弱了正压水锤，又可限制倒泄流量和水泵的倒转转速，是一种较好的水捶防护措施，有时还将其作为水泵主阀来用。

缓闭阀主要有：微阻缓闭式止回阀、缓闭式蝶阀和缓闭式平板闸阀。

水锤的现象及措施水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，就象锤子敲打一样，所以叫水锤。

水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。

当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，会产生一个压力。

由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是流体力学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。

在供水管道建设中都要考虑这一因素。

相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。

电动水泵机组突然停电或启动时，同样也会引起压力的冲击和水锤效应。

这种压力的冲击波沿管道传播,极易导致管道局部超压而造成管道破裂、损坏设备等,故水锤效应防护成为供水工程关键性的工艺技术之一。

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。

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。

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。

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。

因此，应根据当地实际情况选用合理的水泵扬程。

事故停泵后，应待止回阀后管道充满水再启动水泵。

启泵时水泵出口阀门不要全开，否则会产生很大的水冲击。

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]。

灌溉系统中水锤的防治办法供水管道总会产生一阵阵有节奏的异响，作为工程人员我们应知道，这是水锤现象会危害我们的管网及设备，必须尽早处理及时预防。

一、何为水锤现象？在有压力管路中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵机组突然停机）使水的流速突然发生变化，从而引起水击，这种水力现象称为水击或水锤。

液体在管内流动时，它具有动能，当液体突然停止，它的运动能量必须被消除。

这时能量变成自停止点开始的高压波，以近声音的传播速度沿管路系统来回传递，使管内液体膨胀并撞击管路，发出刺耳的噪声。

也就是说：快速地开泵、停泵、开关阀门，使水的流速发生急剧变化，就是产生水锤现象的基本原因。

二、水锤的危害水锤效应有极大的破坏性：由于水锤的产生，使得管道中压力急剧增大至超过正常压力的几倍甚至十几倍、几十倍，其危害很大，严重时会引起管道的破裂，影响生产和生活。

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。

水锤现象可以破坏管道、水泵、阀门、并引起水泵反转，管网压力降低等。

三、常见水锤现象的原因分析及对策既然管道系统内水的流速的急剧变化是产生水锤的基本原因，我们有必要对此展开深入地探讨，以便寻求应对之策。

1.各种阀门突然开启或关闭，水泵机组突然停机或开启将响应太快调整为响应迟钝，比如延长开阀和关阀时间，选择开关动作迟钝的阀门，或者选择关键点位安装止回阀。

2.输水管道中水流速度过大；管道过长，且地形变化大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，水锤值愈大。

高山地区灌溉可选择截断管道减压的方式，解决管道铺设过长的问题。

也可采用增加专用阀门的方式进行水锤的消除。

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，通过缓闭来减小水锤冲击，从而有效消除水锤。

111中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.05 （上）随着经济的发展，生活水平的提高，单体建筑体量的不断增大，建筑空调冷负荷变得越来越大，随之而来，冷却循环水的管道也因此变得更粗，民用建筑中DN2000管径的冷却循环水管道也已能够看到，水锤现象又是比较容易出现的现象。

因此对水锤破坏进行更加详细的分析并提出有效的防治解决措施，避免管道水锤现象对管道进行破坏具有很大的实际意义。

1 水锤 1.1 水锤的定义管道中水的流速受到某种原因的影响突然发生了变化，因此引起压强急剧降低或者升高的交替变化现象，这种变化以一定的速度向上游或下游传播，并且在边界上发生反射作用，这种水力现象就称为水锤现象。

泵水锤是水锤现象中的一种, 是指水泵机组因突然断电或其他原因而造成的开阀状态下突然停车时, 在水泵及管路系统中, 因流速突然变化而引起的一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。

停泵水锤值的大小与泵房中水泵和输水管路的具体情况有关。

1.2 水锤的危害（1）压力下降的危害:由于管路内压力的下降，当小于管道外压力的时候,管路被会被压坏，厉害得甚至可以导致管道引起破裂。

最严重的是当管路压力下降到负压时,则在该点就发生了水柱分离,当分离的水柱再弥合时,产生非常大的冲击力,能够使管道破裂。

（2）压力上升的危害：随着不断上升的压力，当超过水泵、阀门等设备和管路的自身耐压力的时候，就会对设备和管路进行损坏。

我们知道管道施工中，通常水压试验是在压力慢慢的逐步上升的情况下达到试验压力要求的，因而压力时间一般不超过45分钟。

而水锤的压力是瞬间急剧上升的，超出了水压试验的情况，对管道具有很大的冲击性。

（3）倒转的危害：水泵、电机一般情况下设计和选型时是没有考虑倒转的情况的，因此水锤引起的倒转会引起设备的损坏，厉害的将导致设备无法进行使用。

1.3 水锤的消除措施 针对水锤形成的机理分析，管道施工过程中经常用到的防护措施主要有：空气罐防护、进排气阀防护、单向调压塔防护、防爆膜、水锤消除器等几种。

停泵水锤的应急措施一、编制目的由于停泵水锤可能导致泵站和输水系统发生严重事故（如泵房内设备或管道破裂导致泵房淹没，输水管破裂导致沿途房屋渍水），因此有必要根据具体情况采取相应的技术措施来消除停泵水锤或消减水锤压力，并通过应急措施减少事故的危害和保证人员的安全。

二、组织领导机构和职责1、成立事故应急组织领导机构，成员名单为：陈同军、孙广新、易德、江永军，下设事故紧急处置组、疏散组、保障组，成员名单为、杨新田、向顺喜、杨新明、杨华、孙建新。

2、各组职责事故紧急处置组由易德负责，在可能发生水锤时立即启动预案，由现场人员发出警报，并紧急采取技术措施，关闭有关阀门，减少事故危害。

事故发生后，确认无危险时立即组织采取封堵技术措施，将设备、管线转为正常状态。

疏散组由孙广新负责，在发生水锤事故时，分工组织相关部位人员向事先确定的疏散集合地点疏散，疏散过程中确保通知到每一个人员，并确保疏散过程中的安全。

保障组由江永军负责，在事故发生后，立即提供应急保障，为事故处理提供车辆、相应的器材和装备，提供伙食供应以及因停水产生的联锁反应所需要的保障服务。

三、停泵水锤事故防范技术措施1、设计和降低输水管线的流速，从而一定程度上降低水锤压力。

2、输水管线布置时考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变。

3、通过模拟，选用转动惯量GD2较大的水泵机组或加装有足够惯性的飞轮，在一定程度上降低水锤值。

4、设置水锤消除装置①设置调压室。

②设置气压罐，利用气体体积与压力的特定定律工作③设置水锤消除器。

④设置缓闭止回阀，根据需要在一定范围内对阀门关闭时间进行调整。

一般在停电后3～7 s内阀门关闭70%～80%，剩余20%～30%的关闭时间则根据水泵和管路的情况调节，一般在10～30 s范围。

四、应急处理程序1、发现停泵，立即发出预警警报。

2、立即由现场人员按预先计划关闭相关阀门。

3、现场人员立即沿预先指定路线疏散。

4、疏散后到集合场所清点人数。

5、对现场进行封闭，进行警戒防止无关人员进入。