水锤的危害

水锤的危害

在压力管路中，由于液体流速的急剧变化，从而造成管中的液体压力显著、反复、迅速地变化，对管道有一种“锤击”的特征，这种现象称为水锤(或叫水击)。

为了防止水锤现象的出现，可采取增加阀门启闭时间，尽量缩短管道的长度，在管道上装设安全阀门或空气室，以限制压力突然升高的数值或压力降得太低的数值。

在封闭的管道内，当水流在极短的时间内流速突然提高或降低，就会出现水锤现象，它通常由阀门、水龙头或水泵的突然关闭和停止引起。迅速的开关会造成水压的波动，波动已超压波的形式在管道中向上蔓延，在遇到其他用水元件或者管道弯头等阻碍后，超压波向下游发射回来逐渐消失。

从理论上来讲，质量为m的水在管道中以速度v流动时，下游突然关闭时，这部分水要在很短的时间内变为静止，也就是说其动能1/2mv2和动量mv都要变为0，动能转化成了噪音、管道震动和其他形式的能量，动量mv=F*t，F就是水锤冲击力，t为水从流动状态变为静止状态的时间，可以看出，t越小，水锤冲击力F越大。

为了减小或者消除水锤冲击，最好的办法就是增大t，通常的做法有两种，一是延长关闭阀门、水龙头或者水泵启动和停止的时间，由于关闭阀门或者水龙头的时间不好控制，效果很不好，在水泵启动和停

止时间的控制上，可以采取水泵软启动器来达到目的，但是质量好的软启动器价格也比较昂贵，且只能控制由于水泵启动和停止产生的水锤，对供水系统管路上阀门关闭和开启引起的水锤无法解决，所以在供水系统上通常采取第二种做法来消除水锤冲击，那就是安装压力罐，水锤产生时通过挤压压力罐气囊跟罐体间气体来大大增加作用时间，降低水锤冲击力。考虑到一些容易产生水锤的用水元件附近没有足够的空间来安装压力罐，市场需要一种体积小巧便于安装，跟压力罐相同功能的产品的，这就有了机械式水锤消除器的诞生，机械式水锤消除器由一个圆柱体、双O型圈密封的活塞、空气舱和开放舱四部分组成，其中开放舱与管道系统直接相连，水流关闭时引起的水锤冲击由封闭舱里面的空气以及活塞后面的弹簧吸收，降低系统压力波动和冲击。

水锤消除器

水锤消除器-上海彼丰阀门 上海彼丰阀门制造产品广泛应用于石油气、天然气、机械设备、化工设备、通用零部件、工业设备、给排水设备、造纸设备、制药设备、通用设备、石化设备、电力设备、治金设备、采矿设备等行业。 标准采用中国GB、机械部JB、化工标准HG、美标API、ANSI、英标BS、德标DIN、日本JIS、JPI等。阀体材质：铜、铸铁、铸钢、碳钢、WCB、WC6、WC9、20#、25#、锻钢、A105、F11、F22、不锈钢、304、304L、316、316L、铬钼钢、低温钢、钛合金钢等。工作压力1.0Mpa-50.0Mpa。工作温度：-196℃-80℃-120℃-180℃-200℃-350℃-425℃-550℃-650℃。连接方式：内螺纹、外螺纹、法兰、焊接、对焊、承插焊、卡套、卡箍。驱动方式：手动、气动、液动、电动。公称通径10mm-3000mm，公称压力0.1Mpa-64.0Mpa,工作温度-200℃-650℃的各种阀门。 水锤消除器产品介绍 水锤消除器系安装在水击源附近的管路系统中，用于专门吸纳水锤，保护管路系统不被水锤压力破坏的一种安全保障装置，通常应用于高层建筑的给水泵或小型水泵装置管路系统上，具有在无需阻止水流条件下超卓吸收水击的能力，能够较好地消除管路的振动和噪音。 水锤（水击）系由压力管道中的流速因外界某种原因而发生急剧变化时，引起液体的压强产生迅速交替升降的现象，该现象的压强产生作用在阀门、管壁或其它管路元件上好像锤击一样，故称为水锤。在快速启闭系统中控制流量的阀门，或高层建筑供水及其它液体输送系统的开、关泵时容易产生水锤，当水锤发生时，管路系统中液体的巨大动能作用在刚性的管道和管件上，能量无以宣泄，继而引起管道振动和轰鸣，严重可致使管道破裂，从而造成危害及损失。安装水锤消除器以后，液体的巨大动能可以通过水锤消除器的活塞压缩空气做功，能量发生转换，消减了水锤的破坏力，起到消除噪音、保护管网的作用。 水锤消除器产品特点 水锤消除器具有在无需阻止水流条件下超卓吸收水击的能力，能够较好地消除管路的振动和噪音，起到保护管网的作用。

多功能水泵控制阀水锤防护特性及应用(精)

多功能水泵控制阀水锤防护特性及应用 摘要：本文论述了新型多功能水泵控制阀的水锤防护原理，并结合实际工程应用情况，介绍该控制阀的设计计算方法。关键词：多功能水泵控制阀水锤防护原理 1 引言水锤控制是给水管道系统设计的一项重要内容。水锤的形成与阀门的迅速关闭/开启有关，由于阀门关闭/开启时间Ts与水锤波的相长T的差异，表现为直接水锤和间接水锤两种形式。当Ts﹤T时，在阀门关闭过程中，反射回来的水锤波尚未到达阀门时，阀已关闭，水锤波所产生的压强增高值无干扰作用，这种水锤称为直接水锤，阀门开状态与关闭状态刚好相反，装有普通止回阀的供水系统中常常产生直接水锤。当Ts﹥T时，在阀门关闭过程中，反射回来的水锤波到达阀门时，阀门尚未完全关闭，水锤波导致的压强增值受到了干扰，水锤峰值被削减，这种水锤称为间接水锤。在同一条件下，直接水锤比间接水锤的危害性要大得多，危害最大的是断流弥合水锤。株洲南方阀门制造有限公司生产的多功能水泵控制阀，就是通过控制阀门的关闭状态，造成间接水锤的形成条件来实现管道系统的水锤防护的。 2 水锤波增压值的理论计算给水系统水锤波的压力峰值P为水泵的额定扬程P1和水锤压力增值△P的迭加值即： P=P1+△P（1）（1）直接水锤压力增值△P 按儒可夫斯基公式，可以计算供水系统中发生直接水锤时的压力增值△P (2) △P—直接水锤的压力增值，Kpa； V0—水锤产生前管道中的平均流速，m/s； V—水锤产生后管道中的平均流速，m/s；（3）式中,K：水的弹性模量，N/m2;K=2.04 ×105N/cm2E：管壁材料的弹性模量，N/m2，钢管或钢筋混凝土管，EO=2.04×107N/cm2 D：供水管的直径，mm；δ：供水管的管壁存度，mm；CO=K/ρ，在密度为ρ，弹性模量为K的无边界液体介质中声音的传递速度，对于水， CO=1425m/s。从式（2）可以看出，当管道材料及其所输送的介质确定以后，直接水锤的压力增值△P，是管径和流速的函数，△P=f（V，1/D），直接水锤的压力增值△P随着流速的增大而增大，随着管径的增加而减小。因而在工程设计中可以通过降低流速即增大管径来降低水锤的危害。（2）间接水锤压力增值△P1的计算间接水锤的压力增值计算比较复杂[2] [3] ，可按流体力学公式进行计算 △P,=T/Ts·△P（4）△P'—间接水锤时的水压增值，Kpa ；由于发生间接水锤时，Ts﹥T，由式（4）可知，△P'﹤△P，即同样条件下间接水锤较直接水锤的水锤压力峰值要小。当阀门的关闭（开启）时间Ts，水锤波的相长T确定之后，可以按（4）式直接计算间接水锤的压力增值。在实际选用水泵多功能阀时，当直径大于DN800时，一般以Ts=(1.3-1.5)T，Ts≯2.0T为宜。当管道直径较小、管道不长时，Ts可以适当加大，闭阀历时Ts可以是水锤相T=2L/C的2-10倍，把实际水锤压力P限定在安全范围内。可通过调节阀门启闭动作时间（3～120s），使计算水锤压力峰值小于1.5倍水泵工作压力。这一点不同于液控缓闭阀，液控缓闭阀是通过快关、慢关两阶段实现的，在快关阶段，关闭角度大，约为 60-80%,而时间很短，为1-2s;在慢关阶段，关闭角度小。关闭时间太长，容易引起压力管道中的水大量倒流，使水泵反转速度超过允许值，或者造成压力管道中的水柱被快速拉断，部分管段出现真空，甚至产生断流弥合水锤。 2、多

水锤现象及解决方案

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。特别是第一次试水，必须排气，排气完了再停水。 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 然停车）使水的流速突然发生变化，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击或水锤。 因开泵、停泵、开关闸阀过于快速，使水的速度发生急剧变化，特别 是突然停泵引起水锤，可以破坏管道、水泵、阀门、并引起水泵反转，管 网压力降低等，所以，预防水锤发生极为重要，平时预防水锤发生的措施 主要有以下几个方法： a. 开关阀门过快引起的水锤： （1）延长开阀和关阀时间。

第四节 水锤计算的特征线法

第四节水锤计算的特征线法 前面介绍了水锤计算的解析法。解析法的优点是应用简便，但难以求解较为复杂锤问题。水锤计算的特征线法原则上可以解决任何形式的边界条件问题，可以较合理应水轮机的特性，能较方便地计人摩阻的影响，也便于用数字计算机计算。 特征线法有两种，一种以ζ-v（或H-V）为坐标场，一种以x-t为坐标场，两法的结果是一致的。 图14-12 简单管示意图 一、以ζ-v为坐标场的特征线法 图14-12表示一特性沿管长不变的水管，P为管中任意一点，距A点和B点的距离分为和。根据基本方程式(14-5)和式(14-6)可导出求解P、B、A三点水锤压强时征线方程。 （一）任意断面P的水锤求解 根据基本方程式（14-5）和式（15一6），P点在时刻t的压强和流速变化为 式中上标“P”表示地点，下标“t”表示时间，例如，表示P点在时刻t的水头，余类推。对于某一确定的断面P，为一常数，为便于书写，在波函数F和f中略去了。 对于A点，在时刻可写出下列相似的方程 因F是由A向P传播的反向波，故。由于水管特性不变，。考虑以上关系，将式(a)和式(b)两组方程相减，得 以上二式消去f，并将ζ=△H/Ho、v=V/Vmax和ρ=cVmax/2gHo。 对于B点，在时刻可以写出与式(b)相似的方程

因f是由B向P传播的正向波，故，将式(c)与(a)两组方程相减，以上法处理，得 从形式上看，式（14-35）是反x向写出的，称之为反向方程，在ζ-v坐标场上是一根斜率为2ρ的直 线，如图14-13中的线；式（9-36）是顺x向写出的方程，成为正向方程，在ζ-v坐标场上是一根斜率为-2ρ的直线，如图14-13中的线。 图14-13 ζ-v坐标场上得特征线 在式（14-35）和式（14-36）中，如已知A点在时刻和B点在时刻的压强和流速 ，即可求出P点在时刻t的压强和流速。和为图14-13中Pt的坐标值，可用 和两条直线的交点求出。用特征线法求解压强和流速的方法就是过去广为采用的水锤计算的图解法。 （二）进口B点的水锤求解 已知P点在时刻t的压强和流速，列出PB间反向方程 压力水管进口为水库或平水建筑物，,故由上式可确定未知量。 （三）管末A点的水锤求解 已知P点在时刻t的压强和流速，列出PA间的正向方程

水锤产生的原因危害及预防措施

谈水锤产生原因 、危害和预防措施 水锤产生原因、 我公司施工的绿城千岛湖度假公寓1#楼工程，空调管道中连接风机盘管的不锈钢软接出现多处断裂，造成吊顶泡水的严重后果。另外杭州金沙港旅游文化村度假用房某楼也发生了给水铜管管件断裂的事故，同样造成了吊顶泡水的严重后果。这二起事故都造成较大经济损和负面影响，经现场踏勘和相关情况的了解分析，造成这二起事故的原因为“水锤”。 先说说什么叫水锤、产生水锤的原因及其危害：水锤是在突然停泵或者在阀门关闭或打开太快时,由于压力水流的惯性,产生的水流冲击波,由于象锤子敲打一样,所以叫水锤。水锤产生的原因是： 1、阀门突然开启或关闭。由于管道内壁光滑，水流动自如，当阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力，后续水流在惯性的作用下，使压力迅速达到最大，并产生破坏作用，这是正水锤。相反，关闭的阀门在突然打开时，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。2、水泵突然停止或开启。水泵起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击，以及出现“空化”现象；水泵停止时，管道中的水靠惯性以逐渐减慢的速度继续向用水点流动，然后流速降到零，管道中的水在重力水头作用下，又开始向水泵倒流，速度由零逐渐增大。由于管道中水的流速变化，从而引起水锤的发生。3、管道中存在空气。空气柱在突然降压或升压时会膨胀或压缩推动水柱运动，这样气推水、水推气，形成水锤。另外管道向高处输水（高差超过20米）；水泵总扬程（或工作压力）大；

水锤消除器水锤吸纳器水锤吸收器水锤防止器

一、水锤消除器（水锤吸纳器、水锤吸收器、水锤防止器）产品概述 在供水及一些液体输送过程中，时常会出现因阀门或泵的开、关引起管路中力骤然升高的水击现象，尤其在高层建筑物内最为多见。这种水击现象也被称为水锤。它除了会产生烦人的噪声及振动，其严重性更会影响整个管路系统的运行，损坏泵及止回阀等设备。经过对水锤产生及防护的研究，我厂推出了具有卓越水击吸收力的EN系列水锤消除器。它能有效的消除不规则水击振荡，减少水锤压力对管路的破坏，并且其独特的设计使之可安装在水平、垂直、甚至倾斜的管路中，装、拆都非常方便。本品的结构和优点已被广泛接受并使用。 二、产品特点 当停泵或阀门关闭时，液体在管中回流所产生的水击压力波经过管道到达EN的多孔内管，并通过孔作用在特制的合成橡胶内胆上，使其向外膨胀。在胶胆与外壳之间，在压缩气体进行气垫消能，这样使水锤的升压大大缓和。（外形结构如有变动恕不另行通知） 三、型号意义图 四、安装示意图 公称压力MPa 试验压力 适合介质适宜温度容气腔压力（占管道压力百分数）密封试压强度试压 MPa MPa 1.6 1.76 2.4 水<=150℃50~70% 2.5 2.75 3.75

六、XS9000-16/25活塞式水锤消除器主要外形尺寸与连接尺寸 注：1、法兰连接尺寸参照GB/T9113.1-2000标准。 2、由于压力表尺寸的变动影响总高度的变动时恕不通知 3.本表仅作参考，实际参数以实样为准。 七、安装与维护及注意事项 DN15~50为螺纹连接，用标准三通垂直装于管道，用于支管系统消除管道不规则水击波和噪声。DN50~300为法兰连接，用标准三通外接。 注意事项 1、阀体上的压力表，安装前显示阀体气室压力，安装后显示管道压力。 2、安装前请确认，水锤消除器气室压力不得高于管道压力 3、当扬程50m以上，压力5Kgf/cm2以上时，建议长道管下方及逆止阀止阀上方角处各安装一只水锤消除器。 4、为考虑维修，建议保留10cm阀体与墙面间隙，方便维修动作。 5、若管道内水压力较低，或水锤消除器气室压力较低，皆可帖水锤消除器上方注气栓加入气压或释放气压。 6、水锤消除器气室压力，维持于管道压力50%~70%时水锤消除器效果最佳 7、二次侧为开放压力场合，例定水位阀，卫浴器具，水龙头等注气1-1.3Kgf/cm2较适合.

停泵水锤的计算方法详解

停泵水锤计算及其防护措施 停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。一般情况下停泵水锤最为严重，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的重大事故。 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。在泵房和输水管路设计时应考虑可能发生的水锤情况，并采取相应的防范措施避免水锤的发生，或将水锤的影响控制在允许范围内。我院在综合国内外关于水锤的最新科研成果并结合多年工程实践的经验，以特征线法为基础开发了水锤计算程序。这一程序可较好地模拟各种工况条件下水泵及输水管路系统的水锤状况，为高扬程长距离输水工程提供设计依据。 1 停泵水锤的计算原理 停泵水锤的计算有多种方法:图解法、数解法和电算法。其基本原理是按照弹性水柱理论，建立水锤过程的运动方程和连续方程，这两个方程是双曲线族偏微分方程。 运动方程式为：

连续方程式为： 式中H ——管中某点的水头 V——管内流速 a——水锤波传播速度 x——管路中某点坐标 g——重力加速度 t——时间 f——管路摩阻系数 D——管径 通过简化求解得到水锤分析计算的最重要的基础方程： H-H0＝F(t-x/a)+F(t+x/a) (3) V-V0＝g/a×F(t-x/a)-g/a×F(t+x/a) (4) 式中F(t-x/a)——直接波 F(t+x/a)——反射波 在波动学中，直接波和反射波的传播在坐标轴(H，V)中的表现形式为射线，即特征线。它表示管路中某两点处在水锤过程中各自相应时刻的水头H与流速V之间的相互关系。为了方便计算机的计算，将上述方程组变

不可小视气阻水锤对城镇输配水管道的危害

不可小视气阻水锤对城镇输配水管道的危 害 SOUrHWESTW旺R&WASTEWATER西南给排水不可小视气阻水锤对城镇输配水管道的危害 周国庆,叔贵新 (黑龙江省克山县排水事业管理处,黑龙江克山县161602) 摘要利用实例阐述了在城市供水中由于气阻,启闭法门等因素,引起管道中水的流速剧烈 变化而产生水锤.致使管道中水的压力急剧增高(或降低),严重时致使管道破损爆裂,中断供水, 严重影响城镇生产建设,商服营业和人民生活正常秩序.文中仅就实例分析水锤的成因及其消除危 害应采取的措施.特别是提醒同行们在城市供水设计施工中.严格按照国家有关规范的规定:在城 镇输配水管路制高点设排气装置:在管网末稍或低洼地带设排污泄水装置,以保安全正常供水. 关键词输配水管道水锤危害 0前言 城镇供水中由输水管路,配水管网及控制调节 水量水压的阀门,排气泄污装置等附件和附属构筑 物.构成了城镇供水系统. 输水管线:担负着城镇供水转输水量的管道. 一 般指水源地至水厂或从水厂至配水管网的管线. 沿线一般不接用户管.只起转输水量的作用.有 时.从配水管网接到大用户较长的专用管线.途中 不接用户管.也称为输水管线.

配水管网:由配水干线,配水分配管和接户管 (进户管)构成的管道网络,其作用就是将输水管 路送来的水配给城镇各用户的管道系统.包括环状管网和枝状管网两种形式 在城镇输水管线和配水管网的制高点应安装自 动排气阀,以便及时排除管内积气.《室外给水设计规范》(GB50013—2006)第条规定:"输 水管(渠)道隆起点上应设通气设施.管线竖向布 置平缓时.宜间隔1000m左右设一处通气设施.配水管道可根据工程需要设置空气阀" 在输水管线,配水管网的低洼处.应装置泄水 阀或排水管.规范(GB50013—2006)第条规定:"输水管(渠)道,配水管网低洼处及闸门间 管段低处,可根据工程的需要设置泄(排)水井. 泄(排)水阀的直径.可根据放空管道中泄(排) 水所需要的时间计算确定." 高处排气,低处泄水排污这本是城市供水设计 施工中不可忽略的一般常识.可是就在笔者家乡附近地形起伏较大的某城镇.在城镇供水管网改造施工中未设排气装置,加之运行管理不善,给城镇供水带来不应有的危害,经常产生气阻水锤,严重影响了城镇正常供水.详见下面的实例. 1气阻水锤危害输配水管道的实例 基本情况 某城镇地处小兴安岭的西南缘.松嫩平原的东 北部,是山脉伸向平原的过渡地带.城镇呈北高南低的漫岗丘陵.地形起伏较大,城镇北半部地面坡度约为20%.左右.近10年最冷月平均气温一, 冻土深度为一(历史最大一.于上世纪

水锤消除器安装图-

碳钢（不锈钢）水锤消除器：活塞式水锤吸纳器上海首地阀门有限公司产品型号：SD9000 一、产品特点 SD9000-16/25P活塞式水锤消除器能在无需阻止流体流动的情况下，有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水外锤和浪涌发生的不规则水击波震荡，从而达到消除具有破坏性的冲击波，起到保护之目的。 二、工作原理 SD9000-16/25P活塞式水锤消除器的内部有一密闭的容气腔，下端为一活塞，当冲击波传入水锤消除器时，水击波作用于活塞上，活塞将往容气腔方向运动。活塞运动的行程与容气腔内的气体压力、水击波大小有关，活塞在一定压力的气体和不规则水击双重作用下，做上下运动，形成一个动态的平衡，这样就有效地消除了不规则的水击波震荡。 三、主要技术参数 公称压力MPa 试验压力 适合介 质 适宜温 度 容气腔压力（占管道压力百分数）密封试 压 强度试 压 MPa MPa 纯净水<=80℃50~70% 四、结构示意图

五、SD9000-16/25活塞式水锤消除器主要外形尺寸与连接尺寸 型号 公称通 径DN法兰直 径D 螺栓孔中心圆直径 D1 连接凸出部分直径 D2 法兰厚 度b 总高 度H 螺孔数量直径 Z-d m m 英 寸 SD 9015 1 5 1/2956545142004-φ14 SD 9020 2 3/41057555163004-φ14 SD 9025 2 5 11158565163204-φ14 SD 9032 3 2 1 1/2 14010078183404-φ18 SD 9040 4 1 1/2 15011085183504-φ18 SD 9050 5 2165125100204554-φ18 SD 9065 6 5 2 1/2 185145120205054-φ18 SD83200160135207458-φ18

第九章 水电站的水锤及调节保证计算

第九章水电站的水锤及调节保证计算 本章重点内容：水电站有压引水系统非恒定流现象和调节保证计算的任务、单管水锤简化计算、复杂管路的水锤解析计算及适用条件、机组转速变化的计算方法和改善调节保证的措施。 第一节概述 一、水电站的不稳定工况 由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 丢弃负荷：剩余能量→机组转动部分动能→机组转速升高 增加负荷：与丢弃负荷相反。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象 管道末端关闭→管道末端流量急剧变化→管道中流速和压力随之变化→“水锤”。 导时关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。 导叶开启时则相反，将在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中则引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。 二、调节保证计算的任务 (一) 水锤的危害 (1) 压强升高过大→水管强度不够而破裂； (2) 尾水管中负压过大→尾水管汽蚀，水轮机运行时产生振动； (3) 压强波动→机组运行稳定性和供电质量下降。 (二) 调节保证计算 水锤和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。 1．调节保证计算的任务： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据；最小内水压力作为压力管道线路布置，防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据； (2) 计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率，并检验其是否在允许的范围内。 (3) 选择调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值。 (4) 研究减小水锤压强及机组转速变化的措施。 2．调节保证计算的目的

什么是水锤效应

什么是水锤效应? 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。 另一种说法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。 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。 水锤效应的危害： 因开泵、停泵、开关阀门过于快速，使水的速度发生急剧变化，特别是突然停泵引起的水锤，可以破坏管道、水泵、阀门，并引起水泵反转，管网压力降低等。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。 水锤效应的预防： 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。 （1）管线内空气未能排出易产生水锤。管线有高低起伏之情况，管线较高之位置，容易积存空气，因空气受压后，体积会被压缩，内压会大幅度的增加，导致产生水锤。水锤则造成壁承受瞬间加压。 防止措施：管线较高之位置装设“自动排气阀”自动排气阀上方有浮动球，当水未达满或没有水时，浮球自动掉落，空气可由此孔排出，当管内有水，此浮球会浮起，满管时此浮球会浮上堵塞上方之圆孔，上述功能可排出管内高处遗留的

水锤及危害

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）。 1.4水锤特征的计算 1.4.1水锤传播速度

水锤的产生与消除

水锤的产生与消除 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。“水锤效应”是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。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，这就是水利学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。在水利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。 电动水泵合电压起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击，以及出现“空化”现象。压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。 水锤效应只和水本身的惯性有关系，和水泵没有关系。 水锤效应的危害 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。 当切断电源而停机时，泵水系统的势能将克服电动机的惯性而命名系统急剧地停止，这也同样会引起压力的冲击和水锤效应。 为了消除水锤效应的严重后果，在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。 水锤消除器 水锤消除器能在无需阻止流体流动的情况下，有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水外锤和浪涌发生的不规则水击波震荡，从而达到消除具有破坏性的冲击波，起到保护之目的。水锤消除器的内部有一密闭的容气腔，下端为一活塞，当冲击波传入水锤消除器时，水击波作用于活塞上，活塞将往容气腔方向运动。活塞运动的行程与容气腔内的气体压力、水击波大小有关，活塞在一定压力的气体和不规则水击双重作用下，做上下运动，形成一个动态的平衡，这样就有效地消除了不规则的水击波震荡。 水锤效应的消除 要想消除水锤，必须加装水锤吸纳器或缓闭止回阀。只有缓闭功能的碟形止回阀才有防止水锤的作用。

水锤计算方法

第一节概述 一、水电站的不稳定工况 机组在稳定运行时，水轮机的出力与负荷相互平衡，这时机组转速不变，水电站有压引水系统(压力隧洞、压力管道、蜗壳及尾水管)中水流处于恒定流状态。 在实际运行过程中，电力系统的负荷有时会发生突然变化(如因事故突然丢弃负荷，或在较短的时间内启动机组或增加负荷)，破坏了水轮机与发电机负荷之间的平衡，机组转速就会发生变化。此时水电站的自动调速器迅速调节导叶开度，改变水轮机的引用流量，使水轮机的出力与发电机负荷达到新的平衡，机组转速恢复到原来的额定转速。由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 由于发电机负荷的变化是瞬时发生的，而导叶的启闭需要一定时间，水轮机出力不能及时地发生相应变化，因而破坏了水轮机出力和发电机负荷之间的平衡，导致了机组转速的变化。丢弃负荷时，水轮机在导叶关闭过程中产生的剩余能量将转化为机组转动部分的动能，从而使机组转速升高。反之增加负荷时机组转速降低。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象 当水轮机流量发生变化时，管道中的流量和流速也要发生急剧变化，由于水流惯性的影响，流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化，即产生水锤。导叶关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。反之导叶开启时，在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。无压引水系统中产生的水位波动计算在第八章已介绍。 二、调节保证计算的任务 水锤压力和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。调节保证计算的任务及目的是： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据之一；最小内水压力作为压力管道线路布置、防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据。 (2) 计算丢弃负荷和增加负荷时的机组转速变化率，并检验其是否在允许范围内。 (3) 选择水轮机调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值。

水锤消除器说明书

一、产品特点 HS9000-16/25P活塞式水锤消除器能在无需阻止流体流动的情况下，有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水外锤和浪涌发生的不规则水击波震荡，从而达到消除具有破坏性的冲击波，起到保护之目的。二、工作原理 HS9000-16/25P活塞式水锤消除器的内部有一密闭的容气腔，下端为一活塞，当冲击波传入水锤消除器时，水击波作用于活塞上，活塞将往容气腔方向运动。活塞运动的行程与容气腔内的气体压力、水击波大小有关，活塞在一定压力的气体和不规则水击双重作用下，做上下运动，形成一个动态的平衡，这样就有效地消除了不规则的水击波震荡。 三、主要技术参数 公称压力MPa 试验压力 适合介质适宜温度容气腔压力（占管道压力百分数）密封试压强度试压 MPa MPa 纯净水<=80℃50~70% 四、结构示意图 五、HS9000-16/25活塞式水锤消除器主要外形尺寸与连接尺寸 型号公称通径 DN 法兰直径 D 螺栓孔中心圆直径 D1 连接凸出部分直径 D2 法兰厚度 b 总高度 H 螺孔数量直径 Z-d mm英寸 HS9300300124854303903497016-φ30

注：1、法兰连接尺寸参照GB/标准。 2、由于压力表尺寸的变动影响总高度的变动时恕不通知 六、安装与维护及注意事项 DN50~300为法兰连接，用标准三通外接。 1、HS900~16/25P活塞式水锤消除器应尽量安装在水击源附近，其安装应便于水击波无阻碍地通向消除器，安装示意图如下二例： ２、注意事项 1、阀体上的压力表，安装前显示阀体气室压力，安装后显示管道压力。 2、安装前请确认，水锤消除器气室压力不得高于管道压力 3、当扬程50m以上，压力5Kgf/cm2以上时，建议长道管下方及逆止阀止阀上方转角处各安装一只水锤消除器。 4、为考虑维修，建议保留10cm阀体与墙面间隙，方便维修动作。 5、若管道内水压力较低，或水锤消除器气室压力较低，皆可帖水锤消除器上方注气栓加入气压或释放气压。设计人:赵四平审核：段中原

水锤计算

第九章水电站的水锤与调节保证计算 第一节概述 一、水电站的不稳定工况 机组在稳定运行时，水轮机的出力与负荷相互平衡，这时机组转速不变，水电站有压引水系统(压力隧洞、压力管道、蜗壳及尾水管)中水流处于恒定流状态。 在实际运行过程中，电力系统的负荷有时会发生突然变化(如因事故突然丢弃负荷，或在较短的时间内启动机组或增加负荷)，破坏了水轮机与发电机负荷之间的平衡，机组转速就会发生变化。此时水电站的自动调速器迅速调节导叶开度，改变水轮机的引用流量，使水轮机的出力与发电机负荷达到新的平衡，机组转速恢复到原来的额定转速。由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 由于发电机负荷的变化是瞬时发生的，而导叶的启闭需要一定时间，水轮机出力不能及时地发生相应变化，因而破坏了水轮机出力和发电机负荷之间的平衡，导致了机组转速的变化。丢弃负荷时，水轮机在导叶关闭过程中产生的剩余能量将转化为机组转动部分的动能，从而使机组转速升高。反之增加负荷时机组转速降低。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象 当水轮机流量发生变化时，管道中的流量和流速也要发生急剧变化，由于水流惯性的影响，流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化，即产生水锤。导叶关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。反之导叶开启时，在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。无压引水系统中产生的水位波动计算在第八章已介绍。 二、调节保证计算的任务 水锤压力和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。调节保证计算的任务及目的是： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据之一；最小内水压力作为压力管道线路布置、防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据。

一起停泵水锤事故分析及其防止(新编版)

一起停泵水锤事故分析及其防 止(新编版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0738

一起停泵水锤事故分析及其防止(新编版) 摘要：结合银山前区热电工程循环水泵房水锤破坏事故，介绍了水锤的危害及其防止，重点介绍了多功能水泵控制阀的水锤防护过程。 关键词：停泵水锤危害防止多功能水泵控制阀 1停泵水锤及其危害 银前区热电工程循环水泵房6台60032T循环水泵出口止回阀采用ZDFQ807YX-1，DN800液力自动止回阀，在试车过程中，该止回阀不能实现缓闭，巨大的停泵水锤对水泵和管路造成严重损害。2005年9月17日，1#、5#循环泵在停泵过程中，先后由于停泵水锤而遭到严重损害，具体表现是:(1)水泵基础出现裂缝；(2)联轴器分别出现3mm和8mm错位，弹性垫圈严重磨损。 水锤是指在有压管路中，由于流速的剧烈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。水锤引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至数十倍。这种大幅度的压强波动往往引起管道的强烈振动，造成阀门损坏、水泵损坏、管道接头断开和管道爆裂等事故。据调查，全国各地区都曾发生过停泵水锤事故，有记录的在200次以上。一般的事故造成“跑水”、停水；严重的事故造成泵房被淹，有的还引起冲毁铁路等次生灾害，还有的设备被打坏，伤及操作人员，甚至造成伤亡事故。 2发生停泵水锤的主要原因 停泵水锤大多是由于电力系统故障或水泵机组机械故障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。近年来，自动化程度不断提高，水泵的启停往往实现了远程操作，由于自动化部件故障、电动阀故障、液力自动阀故障等引起的停泵水锤现象出现的概率大大增加。 压水管中的水在停泵后的最初瞬间主要靠惯性以逐渐减慢的速度继续向前流动，然后逐渐降至零。管道中的水在重力作用下开始向水泵倒流，速度由零逐渐增大，当管路中倒流速度达到一定程度

水锤产生的条件、危害及防护措施

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。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。 停泵水锤 所谓停泵水锤是指突然断电或其他原因造成开阀停车时，在水泵和压力管道中由于流速的突然变化而引起压力升降的水力冲击现象。例如电力系统或电器设备发生故障、水泵机组偶发故障等原因，都可能发生离心泵开阀停车，从而引发停泵水锤。 停泵水锤的最高压力可达正常工作压力的200%，甚至更高可以使管道及设备击毁，一般事故造成“跑水”、停水；严重事故造成泵房被淹、设备损坏、设施被毁，甚至于造成人身伤亡

管道水锤

能源环境 管道水锤破坏的消除措施 中色十二冶金建设有限公司（山西河津） 段效坚 【摘 要】介绍了给水管道的水锤形成的各种原因及分类，针对水锤的形成原因提出了不同的水锤防护措施，并分析其工作原理，保证供水管道系统的正常运行，有很好的借鉴作用。 【关键词】给水管道；管道施工；水锤事故；预防措施 1.引言 社会经济的发展，人们生活水平的提高，要求我们城市供水系统的正常运作也要得到相应的保证。在城市管道事故中管道水锤现象是比较常见但是危害又相对较大的管道破坏形式。因此，对水锤破坏进行相关的分析并提出一些有效的防治措施具有很大的实际意义。 2．水锤 2.1水锤的定义。水锤是有压管道中的非恒定流现象。当阀门或水泵突然的打开，使水的流速突然发生变化，从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，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，这种水力现象称为水锤。交替升降的压强称为水锤压强。 2.2水锤产生的原因和分类。水锤产生的主要物理原因是液体具有惯性和可压缩性，水锤现象的实质可归纳为由于管道内水体流速的改变，导致水体的动量发生改变而引起作用力变化的结果。一般说来，输水管道系统中的过渡过程的起因大体有：启泵和停泵，机组转速发生变化或运行不稳定、动力故障；空气进入水泵或管道系统，泵内发生回流，阀门启闭，线路分流、激流等。其中以事故停机引起的水锤破坏尤为的严重。从不同的角度划分，水锤主要分为以下几种：（1）依照理论分析可以分为刚性水锤和弹性水锤；（2）按关阀历时和水锤相位的关系可以分为直接水锤和简介水锤；（3）按外部成因可以分为启动水锤、关阀水锤和停泵水锤；（4）按水锤发生的不同输水道可以分为封闭管道的水锤、明渠中的水锤和明满交替的水锤；（5）按水锤波动的现象分为水柱连续的水锤和水柱分离的水锤现象。 2.3水锤的危害。水锤有极大的破坏性。由于水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍，这种大幅度的压强波动，可导致管道系统强烈振动产生噪声，可能破坏管道、水泵、阀门，并引起水泵反转，管网压力降低等。 3.水锤的消除措施 针对上述水锤形成的机理分析，笔者通过结合工程实践提出几种管道施工过程中经常用到的防护措施。 3.1空气罐防护。空气罐是一内部充有一定量压缩气体的金属水罐装置，一般情况下载在水泵出口附近的管道上安装。在因事故停泵后，管道中的压力降低，罐内空气迅速膨胀，在空气压力作用下下层水体迅速补充给主管道，防止水柱分离；倒泻水流会使得水泵进入水轮机工况后，泵出口的逆止阀迅速关闭，管中压力上升，出水管中的高压使水流入空气罐中，使罐内空气压缩，从而减小管道中的压力上升。为防止管道中产生过低的压力，入流量和出流量相等时差压孔口水头损失比值应控制在2：5：1左右。 3.2进排气阀。长距离输水管道在开始输水、停止输水和流量调节及事故停泵的不同工况下，需将管内空气排出或将管外空气补进管内，使压力管道系统不受气体、水锤负压等危害而安全运行的主要防护措施之一。可以把它的作用归纳为三方面：一是是管道发生水锤事故产生负压时，能及时的补充空气，不致负压过大而水柱分离；二是管道在运行情况下，能随时排出水中逸出的气体，避免气体的聚集、扩散而使输水量下降、管道漏水或引发气爆型水锤；三是空管道充水时及时排除管内空气，以免产生气阻而引发启泵水锤。 3.3单向调压塔防护。单向调压塔是一种用于防止产生水柱分离的经济可靠的防护措施，常设于容易产生负压的部位。这种调压塔由一个水塔与辅助支管、阀件等组成。水塔通过逆止阀与泵站主管道相连接，逆止阀的启闭由出水管道的压力控制。水泵起动时，逆止阀处于关闭状态，并补水管立即向水塔充水：当水位达到正常水位后，补水管出口的浮球阀关闭，自动保持塔里面的水位。非正常的停泵后，当出水管道压力下降到调压塔正常水位以下时，逆止阀将会迅速打开，通过辅助支管向主管道进行补水，防止管道因压力降低而产生水柱分离的现象，也很大程度降低了调压塔的高度。但是在实际应用工程中如果应用单向调压塔防护时应注意两点：（1）调压塔对于出水管道的保护范围是有限的，一般是相当于塔内最高水位以下的管道部分。如果在此高程以上的管道还可能产生水柱分离，则应根据管道的纵断面及最低压力线情况装设两个或多个调压塔。（2）补水后，调压塔应能迅速充水，准备下一次动作。因此，补水管应设计有足够的直径，水塔顶端的球阀应动作可靠。 3.4其他防护介绍。在常用的水锤防护措施中还有防爆膜、止回阀加旁通管、水锤消除器等几种，接下来将分别作简单的介绍。 1）防爆膜。防暴膜是在需要保护的管道上用一支管连接，并在其端部用一塑性金属膜片密封，当管中升压超过预定值时，膜片爆破，泄掉一部分高压水，以保证主管道的安全，起到水锤防护的效果。一般用于小流量、高扬程的泵站，作为其他防护措施的后备保护。2）惯性飞轮。在水泵机组主轴上增设惯性飞轮是为了加大水泵机组转动部分的转动惯量，以延长水泵机组的正转时间，有效避免管路中流速和水压的急剧降低、改善水锤压力猛烈波动状况，从而在一定程度上消弱了负压，防止了水柱分离现象的出现。3）止回阀加旁通管。对管线纵断面有凸部系统，水柱分离通常在某一凸部附近形成，且气穴会在一定范围内逐渐向高处波及，形成气穴流，当管路水流发生倒流后，气穴体积将迅速减小直至溃灭，产生很高的水柱弥合水锤，如能在水柱分离段的末端布置一逆止阀和旁通管，则可减小水柱弥合的升压和减小下游其他部位的水力波动。4）水锤消除器。水锤消除器实际上是具有一定泄水能力、并适合于泵站停泵水锤压力变化过程的安全阀。 4.新型水锤防护设备 以往防止水锤的办法是在压力管道上设置调压水箱、空气室、爆破膜片、水锤消除器、机组装设飞轮等。这些办法都可以在不同程度上防止水锤，但是它们普遍存在着占用厂房面积大，土建工程投资大的问题，而且运行不方便，目前可应用一些新型水锤防护设备。 4.1液控缓闭蝶阀。该阀在断电时可按预定的时间和角度，分快、慢二阶段关闭，能有效地降低管网中压力波动，消除流体在管网中的水锤危害，控制水泵反转，从而保证水泵和管网系统的安全可靠运行。 4.2缓闭止回阀。目的该类阀门有重锤式和蓄能式两种，可以根据需要在一定范围内对阀门关闭时间进行调整。缓闭止回阀克服了普通止回阀的缺点，具有如下特点：（1）泵启动后阀门能及时迅速打开。（2）正常运行时，要求阀瓣有尽可能大的开启角，并能稳定在全开位置。（3）停泵时阀门有优良的关闭特性，在突然停泵时既能阻止水倒流，保护水泵不致发生反转，达到保护水泵的目的；又能使其在关闭的最后阶段实现缓闭，减少突然关闭造成管路中的水锤，达到保护管路的。 5.结论 文章通过分析水锤形成原因，有针对性地提出了切实可行的水锤防护措施，如提出空气罐防护等，同时结合水锤防护的发展趋势，给出了未来水锤防护设备，以为同类工程提供参考借鉴。 参考文献 [1]柯勰,胡云进,万五一.缓闭式空气阀水锤防护效果研究[J].四川建材,2006,27（02）：74-75． [2]高润清.水锤的研究与防护[J].价值工程,2007,29（06）：101-103． [3]毕延龄.输水系统的水锤及水锤防护[J].建筑技术通讯(给水排水),2011,31（02）：46-49．