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水錘又稱水擊。水(或其他液體)輸送過程中，由于閥門突然開啟或關(guān)閉、水泵突然停車、驟然啟閉導(dǎo)葉等原因，使流速發(fā)生突然變化，同時(shí)壓強(qiáng)產(chǎn)生大幅度波動(dòng)的現(xiàn)象。長距離輸水工程應(yīng)進(jìn)行必要的水錘分析計(jì)算，并對(duì)管路系統(tǒng)采取水錘綜合防護(hù)計(jì)算，根據(jù)管道縱向布置、管徑、設(shè)計(jì)水量、功能要求，確定空氣閥的數(shù)量、型式、口徑。

1 水錘發(fā)生的原因與分類

1.1引起水錘過程的原因

(1)啟泵、停泵、用啟閉閥門或改變水泵轉(zhuǎn)速、葉片角度調(diào)節(jié)流量時(shí)；尤其在迅速操作、使水流速度發(fā)生急劇變化的情況。

(2)事故停泵，即運(yùn)行中的水泵動(dòng)力突然中斷時(shí)停泵。較多見的是配電系統(tǒng)故障、誤操作、雷擊等情況下的突然停泵。

1.2水錘破壞主要的表現(xiàn)形式

(1)水錘壓力過高，引起水泵、閥門和管道破壞；或水錘壓力過低，管道因失穩(wěn)而破壞。

(2)水泵反轉(zhuǎn)速過高或與水泵機(jī)組的臨界轉(zhuǎn)速相重合，以及突然停止反轉(zhuǎn)過程或電動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)，從而引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的永久變形，水泵機(jī)組的劇烈振動(dòng)和聯(lián)結(jié)軸的斷裂。

(3)水泵倒流量過大，引起管網(wǎng)壓力下降，水量減小，影響正常供水。

1.3.水錘的分類與判別

(1)按產(chǎn)生水錘的原因可分為：關(guān)（開）閥水錘、啟泵水錘和停泵水錘；

(2)按產(chǎn)生水錘時(shí)管道水流狀態(tài)可分為：不出現(xiàn)水柱中斷與出現(xiàn)水柱中斷兩類。前者水錘壓力上升值△H通常不大于水泵額定揚(yáng)程HR或水泵工作水頭H0稱正常水錘；后者當(dāng)水柱再彌合時(shí)，水錘壓力上升值較高，常大于HR或H0，是引起水錘事故的重要原因，故稱非常水錘。

  所謂水柱中斷，就是在水錘過程中，由于管道某處壓力低于水的汽化壓力而產(chǎn)生。

（3）對(duì)于關(guān)（開）閥水錘，與關(guān)（開）閥時(shí)間T有關(guān)可分為：

   直接水錘：

Tc＜Tγ                                   （1-1）

   間接水錘：

Tc＞Tγ                                   (1-1)

   式中：Tγ—水錘相（秒）

1.4 水錘計(jì)算方法

水錘分析計(jì)算可以采用解析法、圖解法、特征線法以及有限元法。

解析法和圖解法忽略了摩擦阻力的影響，對(duì)復(fù)雜邊界條件的處理也比較粗糙，計(jì)算精度較差。

采用有限元法計(jì)算機(jī)用時(shí)并不減少，且邊界條件處理不如特征線法方便。

采用特征線法，可較精確地考慮沿程摩阻和局部摩組隊(duì)水錘計(jì)算的影響，能方便地處理各種復(fù)雜邊界條件，如串聯(lián)管道、分岔管道、閥門、調(diào)壓室、機(jī)組等處的邊界條件，計(jì)算精度可以大大提高。

2 停泵水錘，如何防護(hù)

由于停泵水錘可能導(dǎo)致泵站和輸水系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重事故，因此有必要根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施來消除停泵水錘或消減水錘壓力。目前為止，已經(jīng)有多種停泵水錘防護(hù)措施，大致可以分為：

1、補(bǔ)水（注氣）穩(wěn)壓

補(bǔ)水（注氣）穩(wěn)壓可防止產(chǎn)生水柱分離或升壓過高的斷流彌合水錘。屬于這種類型的有雙向調(diào)壓室、單向調(diào)壓室及氣壓罐。

（1）雙向調(diào)壓塔：在泵站附近或管道的適當(dāng)位置修建，雙向調(diào)壓塔的水面高度應(yīng)高于輸水管道終點(diǎn)接收水池的水面高度并考慮沿管道的水頭損失。調(diào)壓塔將隨著管路中的壓力變化向管道補(bǔ)水或泄掉管路中的過高壓力，從而有效地避免或降低水錘壓力。

（2）單向調(diào)壓塔：在泵站附近或管道的適當(dāng)位置修建，單向調(diào)壓塔的高度低于該處的管道壓力。當(dāng)管道內(nèi)壓力低于塔內(nèi)水位時(shí)，調(diào)壓塔向管道補(bǔ)水，防止水柱拉斷，避免彌合水錘。

（3）氣壓罐：國內(nèi)使用經(jīng)驗(yàn)不多，在國外使用較廣泛。它利用氣體體積與壓力的特定定律工作。隨著管路中的壓力變化氣壓罐向管道補(bǔ)水或吸收管路中的過高壓力，其作用與雙向調(diào)壓塔類似。

2、泄水降壓

泄水降壓可避免壓力陡升，屬于這種類型的有停泵水錘消除器、緩閉止回閥、爆破膜片等。

（1）停泵水錘消除器主要有三種類型，下開式停泵水錘消除器、自閉式停泵水錘消除器、自動(dòng)復(fù)位停泵水錘消除器。它們?cè)诠ぷ髟砩项愃?，即?dāng)停泵過程中，當(dāng)出口壓力下降到一定值時(shí)，消除器開啟，當(dāng)水錘升壓波向水泵返回時(shí)，由消除器向外排水，從而消除水錘。水錘消除器保護(hù)干管的長度，一般不超過800m。

（2）緩閉止回閥是止回閥的一種，它通過緩閉的形式來，消除水錘，形式很多，簡易可行，獲得了較為普遍的應(yīng)用。緩閉止回閥有重錘式和蓄能式兩種。這種閥門可以根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)對(duì)閥門關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。一般在停電后3～7s內(nèi)閥門關(guān)閉70%～80%，剩余20%～30%的關(guān)閉時(shí)間則根據(jù)水泵和管路的情況調(diào)節(jié)，一般在10～30s范圍。

（3）爆破膜片類似于電路上安裝保險(xiǎn)絲，當(dāng)管路中由于水錘升壓超過預(yù)定值時(shí)，膜片自動(dòng)破裂，水流外泄，起到泄水降壓的消除水錘效果。