水锤

蒸汽系统中什么是水锤及如何消除
水锤又称水击，水锤现象在蒸汽系统尤为严重，如果处理不妥会影响生产，甚至导致人生伤害。

这里着重讲解蒸汽和冷凝水管网中的水锤问题。

蒸汽系统中的水锤现象主要有两大原因：
●水锤现象发生是冷凝水猛烈的撞击到弯头、阀门及设备等引起。

●蒸汽或二次蒸汽突然的冷凝形成的水锤现象
水锤的危害性：
●当冷凝水到达管道拐弯处或设备时，突然由高速转向静止，就会将所有的动能以压力的形式释放到转弯处的管壁，如果水锤的速度很快，或冷凝水的质量很大，就会使管壁破裂。

即使速度慢或质量小，也会产生很大的噪音和震荡。

●使蒸汽管道下沉
●对于疏水阀，水锤可能导致疏水阀内浮球或倒置桶等零部件被损坏。

●水锤也会使其他阀门，如减压阀、截止阀，、过滤器等阀门损坏。

消除或减轻水锤的措施：
●蒸汽管道或设备必须选择正确的疏水阀及排量，确保冷凝水能迅速排放。

●疏水站的安装必须合理。

如管线疏水站必须布置为等径三通疏水站，否则疏水效果差，水锤不可避免。

●管道中阀门及管道变径的安装应该尽量合理，避免出现人为的低点，以免冷凝水大量聚集引起水锤。

●蒸汽管道的低点必须安装疏水站。

●蒸汽管道末端安装疏水阀站及排空气阀。

●如果系统冷凝水全部回收，那么疏水阀后必须安装止回阀。

●尽量避免不同压力冷凝水回收到同一冷凝水管道。

综上所述，蒸汽系统水锤不仅是系统问题，更是安全问题。

水锤不仅会大幅增加设备和系统的维修保养与停机时间，严重影响正常生产，给企业造成经济损失。

甚至有时会引发重大安全事故，对人员造成伤害。

水锤效应原理
水锤效应是指管道系统中的高速流体突然停止或改变方向时，由于惯性作用，会产生压力波，导致管道系统中的液体产生瞬间的压力变化，这种压力变化可能会引起管道系统中的物理损坏。

水锤效应原理主要涉及到液体的惯性作用和压力波的传播特性，具体过程如下：
1. 当流体在管道中高速流动时，具有一定的动能，根据牛顿第一定律，当管道的截面积突然减小或流动方向突然改变时，流体将倾向于保持原有的运动状态，继续向前流动。

2. 当流体遭遇管道突然封闭或方向突然改变时，流体的速度会快速减缓，但其内部分子的惯性会使其向前运动一段距离。

3. 由于流体分子的撞击，内部分子的能量会转变成一个向前传播的压力波，这个压力波从关闭或转向点开始向前传播，并在其前沿产生最大的压力。

4. 当压力波到达管道另一端时，其压力和速度将引起管道中的液体重新流动，形成一个新的流动状态。

这种流动状态的变化导致管道中产生的压力变化可以引起管道中的物理损坏，因此需要对管道系统进行压力波计算和管道设计优化，以避免水锤效应的发生。

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水锤发生的原因与分类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）。

水锤防护的措施水锤是流体力学中的一个现象，当流体在管道中瞬间停止或者改变流速时，会产生压力波动导致水锤现象。

水锤不仅会对管道系统造成损坏，还会危及系统的安全性。

因此，水锤防护的措施对于管道系统的稳定运行至关重要。

下面将介绍一些水锤防护的常用措施。

1. 安装减压阀减压阀是一种常见的水锤防护设备，它能够通过控制阀门的开启和关闭，调节管道中的流速和压力。

当管道中发生水锤现象时，减压阀能够通过及时调节阀门的开启程度，迅速降低压力波动，保护管道系统不受损坏。

2. 安装水锤消除器水锤消除器是一种专门用来消除水锤现象的装置。

它通常由容器、气体和液体组成。

当水锤波动传播到水锤消除器时，液体会进入容器中，同时气体被压缩。

当压力波动消失后，液体会再次流回管道中，气体也会扩张回复原状。

通过这种方式，水锤消除器能够迅速减少和消除压力波动，保护管道系统。

3. 采用缓冲罐和膨胀节缓冲罐和膨胀节是常用的水锤防护装置，通过扩大管道系统的容积来消除水锤现象。

缓冲罐和膨胀节一般安装在管道上，当管道中发生水锤现象时，罐内的空气或液体会吸收压力波动，起到平衡和缓冲的作用，从而保护管道系统。

4. 合理设计管道系统合理设计管道系统是最根本的水锤防护措施。

设计时需要充分考虑流体的流速、管道的长度、截面积以及弯曲角度等因素，尽量减少管道系统内的尖锐转弯和突然截面变化。

此外，根据具体情况合理安排水泵的工作方式和启停时间，也能有效减轻水锤现象。

5. 定期维护和检查定期维护和检查是水锤防护的重要环节。

定期检查管道系统的工作状态，例如检查管道上的阀门、减压阀、缓冲罐和膨胀节等设备是否正常运行，是否存在漏水或损坏。

同时，要定期检查管道内的流速和压力情况，记录管道系统的工作数据，及时发现问题并采取措施修复，以保证管道系统的安全稳定运行。

6. 培训员工提高员工对水锤防护的认识和培训是必要的。

员工要了解水锤的原理和危害，掌握水锤防护的措施和应急处理方法。

只有员工具备了水锤防护的相关知识和技能，才能够在实际操作中及时发现和解决问题，最大限度地保护管道系统的安全。

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。

水锤消除器安装规范水锤消除器是一种可以有效消除管道水击的设备，它能够避免由于管道中水流的快速中断而产生的冲击力，减少管道和设备的损坏，并保护系统的稳定运行。

为了保证水锤消除器的正常使用，以下是水锤消除器的安装规范。

1. 安装位置选择水锤消除器应该安装在管道的高点或者比管道高点更高的位置。

这样可以确保系统中的空气和气体能够从高处排出，同时减少系统中的空气和气体含量，从而有效减少水击的发生。

2. 管道直径匹配水锤消除器的选型应该根据管道的直径来进行选择，选用与管道直径匹配的消除器。

一般来说，水锤消除器的直径应该与管道直径相同或者略大于管道直径，以确保消除器与管道之间的连接紧密，防止水击通过连接缝隙产生。

3. 安装管道支架在安装水锤消除器之前，需要先进行管道支架的安装。

管道支架应该根据管道的直径和重量选择合适的材料和规格，以确保管道的稳固和安全。

管道支架应该按照相关规范进行安装，保证支架的稳定性和可靠性。

4. 水锤消除器安装水锤消除器在安装时应注意以下几点：（1）消除器的进口和出口位置要与管道的流动方向一致，以确保水击能够顺利进入和离开消除器。

（2）消除器的进口和出口应与管道之间采用合适的连接方式，如法兰连接、螺纹连接等，并确保连接紧密，防止漏水和漏气。

（3）消除器的安装位置应调整合适，以确保消除器能够正常工作。

一般来说，水锤消除器应安装在水泵出口、阀门前或管道弯头处等水击易发生的位置。

5. 排气在安装完成后，需要对系统进行排气。

排气可以通过管道上的排气阀实现，打开排气阀使空气和气体排出系统，并确保系统内没有空气和气体存在。

排气完成后，关闭排气阀。

6. 检查和调试安装完成后，需要对水锤消除器进行检查和调试。

检查消除器的连接是否牢固，是否有漏水或漏气现象。

同时，需要通过实际运行对系统进行调试，观察消除器的工作情况和效果。

如有异常情况，需要及时进行调整和修复。

7. 安全注意事项在安装水锤消除器时，需要注意以下几点：（1）安全操作：安装过程中要注意个人安全，佩戴防护装备，并遵守相关安全操作规定。

1 水锤现象：当采用异步电机供水时，异步电机在全压走动时，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。

由于液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睥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，帮称水锤效应。

水锤效应有极大的破坏性：压强过高，将起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，会损坏阀门和固定件。

2 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。

3 水锤解决方法。

采用怛压供水，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。

解决办法是采用变频器或软起动器，用变频器最好，但如果不需要调速，成本就很高了，用软启动器就可以了。

大多数软启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。

特别是第一次试水，必须排气，排气完了再停水。