泵站水击(水锤)及其防护
水泵输送管线发生水锤的原因及防护
水泵输送管线发生水锤的原因及防护水锤又称水击。
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、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）。
泵站水击水锤及其防护
2、产生的原因
➢启泵、停泵尤其是在迅速操作阀门使水流速度剧变的情况下。 ➢事故停泵
突然停泵的原因： 1、由于电力系统或电气设备突然发生故障，人为误操作等致使电力
供应突然中断； 2、雨天雷电引起突然断电； 3、水泵机组突然发生机械故障，而使电机过载。由于保护装置的作
用而将电机电源切断；停电。
四、 停泵水击的危害及预防措施
3、停泵水击的预防措施
对于扬程较低的小型泵站可取消逆止阀； 延长阀门的启闭时间，如离心泵在关闭阀门的状态下启动（或停
止），然后逐渐开启（或关闭）出水阀门； 在管路设水锤消除器或安全阀，当产生水击，压力升高时将部分
水放出； 在管路上安装空气室，当阀门关闭时，部分水进入空气室起缓
作用，以减少水击的危害； 在逆止阀两端安装连通管，当突然断电后水倒流时，逆止阀关
闭，从旁路管泄回部分水流，以减弱水击的增压； 采用缓闭式逆止阀，以延长闭阀时间，防止水击。
四、 停泵水击的危害及预防措施
1、水泵出口处有止回阀的情况
管路中的水倒流到一定程度时，止回阀很快关闭，引起压力上升。 （停泵水锤的危害主要是因为水泵出口止回阀的突然关闭引起的。）
突然停泵后，流量、压头、 转数等随时间变化的曲线称 为停泵暂态过程线。 右图是水泵出口处设有止回 阀的某泵站的停泵暂态过程 线。
二、停泵水击产生的过程
泵站水击（水锤）及其防护
学习大纲
水击产生的原因 停泵水击产生的过程 水击引起管道内压力的增值 停泵水击的危害及预防措施
1、几个概念
➢水击（水锤）： 在压力管道中，由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧 的压力交替升降的水力冲击现象。 ➢停泵水击（水锤）： 指水泵机组因突然失电或其它原因造成开阀停车时，在 水泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。
给水泵房泵站水锤及其防护
目录
• 给水泵房泵站水锤的基本概念 • 给水泵房泵站水锤的危害 • 给水泵房泵站水锤的防护措施 • 给水泵房泵站水锤的案例分析 • 结论与展望
01
给水泵房泵站水锤的基本概 念
水锤现象的定义
水锤现象
在压力管道中，由于流速的急剧变化 ，引起压力的剧烈波动，造成水锤冲 击力的现象。
解决方案
针对该案例，应重新设计泵站和管道系统，优化水泵控制方式，增加止回阀等防护措施，以减小水锤压 力，保护泵站和水管的安全。
某市给水系统水锤防护案例
01
案例概述
某市给水系统存在水锤现象，为了保护供水安全，采取了 一系列防护措施。
02 03
案例分析
该市给水系统水锤主要是由于管道过长、水泵控制方式不 合理等原因引起的。为了减小水锤压力，该市采取了增加 止回阀、缓闭式止回阀、空气罐等措施，并优化了水泵控 制方式。这些措施有效地减小了水锤压力，保护了供水安 全。
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水锤的分类
01
02
03
启动水锤
在泵站开机或停机过程中， 由于流速和压力的变化产 生的水锤。
停泵水锤
在泵站正常停机后，由于 管网内压力回流产生的水 锤。
瞬变水锤
在管道系统中，由于阀门 操作、系统扰动或其他外 部因素引发的水锤。
02
给水泵房泵站水锤的危害
对管网的危害
管网振动
水锤发生时，管网系统受到强烈的压力波动，导致管网振动，可能造成管道破 裂、连接处松动或水泵机组移位。
水锤产生的压力波动可能对电气设备和线路产生影响，导致 短路、断路或设备损坏。
电动机过载
水锤造成的水泵机组瞬时启动或停止，可能使电动机承受过 载，导致电动机烧毁。
水锤及防护措施
添加标题
定义：高压管网水锤防护技术是指为防止水锤现象对管网系统造成危害高压管网水锤防护技术也在不断发展，未来将更加注重智能化、自动 化技术的应用，提高防护效果和可靠性。
添加标题
常见防护措施：包括安装止回阀、缓闭止回阀等控制阀门，设置调压池、稳压塔等调压设施，以及采用 压力波动控制技术等。
评估方法：通过对比采取防护措施前后的水锤压力变化情况，分析防护措施的有效性。 评估标准：以水锤压力减小幅度、管道振动幅度等指标作为评估依据。 实例分析：选取典型的水锤防护措施应用案例，对其效果进行具体分析和评估。 结论：根据评估结果，总结水锤防护措施的应用效果，提出改进建议和推广价值。
PART FIVE
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汇报人：
CONTENTS
PART ONE
水锤现象：由于流体压力变化引起的一系列快速的压力波动现象。 产生原因：主要由于流体流速的急剧变化导致。 影响范围：广泛应用于水利、机械、化工等领域。 现象描述：水锤波动的压力变化大，传播速度快，对管路系统产生冲击和破坏。
压力管道中的水流速度发生急剧变化 流体受到阻碍或突然改变流向 管道中存在不稳定的流动状态 管道中存在气体或空气
降低因水锤造成的 水资源浪费，节约 能源，实现可持续 发展。
PART THREE
安装止回阀：防止水锤发生时水流倒流 减小管径：降低水流速度，减少水锤压力 增加管道弹性：吸收部分水锤能量，降低冲击力 安装安全阀：在压力过高时排放部分水，防止水锤发生
安装止回阀：防止水锤发 生时水流倒流
减小管径：降低水流速度， 减少水锤压力
智能化监测技术：利用 传感器和智能算法，实 时监测管道压力、流量 等参数，实现水锤预警 和预防。
预警系统：通过数据分 析，预测可能发生的水 锤情况，及时发出预警 信息，以便采取应对措 施。
水锤及防护措施
第五章 水锤防护措施的经济性 分析
●05
投资成本
实施水锤防护措施的投资成本包括设备购买、 安装和维护等方面。在选择投资方案时，需要 考虑投入的资金和长期维护成本，以确保经济 效益。
效益分析
减少维修费用
提高生产效率
水锤防护措施的实施可以降 低维修费用支出
水锤防护措施能够稳定系统 运行，提高设备利用率
定期检测维护
定期检测管道系统 发现问题并及时修复
记录维护过程
建立维护档案，追踪维护情 况
维护防护设备 确保设备正常运行
人员培训和意识提升
开展水锤防护知识培训
01 让相关人员了解水锤防护的重要性
提高意识水平
02 增强水锤防护意识，减少事故发生的可能性
建立应急预案
03 在发生水锤事故时能够迅速响应和处理
缓冲器
减缓压力冲击 延长系统寿命
节流装置
降低水锤产生 提高系统效率
阀门控制
合理控制流速 避免水锤现象
泄压阀
减小水锤危害 保护管道系统Байду номын сангаас
总结
水锤是管道系统中常见的问题，但通过合理的 防护措施可以有效避免水锤带来的危害。缓冲 器、节流装置、阀门控制和泄压阀等措施的应 用可以保护管道设备，提高系统稳定性，减少 停机维修时间，降低运营成本。
使用方法
安装在管道关键位置 设置警报阈值
优势
精准监测压力变化 及时发现问题
注意事项
定期校准传感器 避免受损
声音检测
分析噪音频谱
01 监测声音频率
应用场景
02 水力工程
优势
03 实时监测
振动检测
监测振幅 分析振动模式
优势 减少设备损耗
高扬程大流量远程输水泵站系统水锤因素分析与防护措施
高扬程大流量远程输水泵站系统水锤因素分析与防护措施防护措施秦石明（神华准准格尔能源有限责任公司公用事业公司，内蒙古 鄂尔多斯 010300）【摘 要】具有远程输水管道系统的大中型泵站，因启泵、停泵、开闭阀门等扰动因素，使管道中水的流速、流量发生急剧变化，会引起水锤效应。
由于压力水流的惯性作用，使管道中输送的水产生水流冲击波，水流冲击波在管道中来回振荡产生的压力有时会很大，从而破坏阀门和水泵机组，同时对管道也具有极大的破坏性，对泵站和输水管线的安全运行都有很大的害。
本文结合神华准能小沙湾水厂加压泵站的生产运行情况，对具有远距离输水管道泵站水锤效应的产生和防护进行了探讨。
【关键词】大型泵站；液控止回蝶阀；远程输水管道；水锤；防护随着我国西部大开发宏伟战略的实施，西部工业将得到迅速发展，城市居民和工业用水量的逐渐增加。
跨流域调水和远距离输水系统将越来越多。
这类取水泵站往往建在大江、大河和有充足水源的湖泊、水库岸边，输水管道长且沿地形敷设。
当地形复杂蜿蜒起伏时，输水管道会出现随地形地貌蜿蜒曲折或上坡、下坡；当管道穿越河流、堤防、铁路、公路等障碍时，又往往会出现局部凸起或凹下的管段。
此类泵站由于水泵的扬程高，输水管道距离远，在泵站的设计和运行管理过程中防止水锤现象的发生，极其重要。
本文即是结合小沙湾水厂加压泵站多年的生产运行情况及一些成熟的经验，对带有远距离输水管道泵站系统中的水锤现象及水锤防护措施进行分析探讨。
1 远程输水管道系统停泵水锤事故分析1.1 系统概况黄河小沙湾水源工程，是准格尔项目一期集煤、电、铁路、供水四大配套工程项目之一，于一九九二年开始建设，二零零三年正式投产。
主体工程由头部取水一、二级泵站和加压泵站构成。
设计取水能力1.5m3/s，供水能力1.2m3/s，供水保证率97%。
其中：头部取水一级泵站由4套移动泵车8台扬程H=27m，流量Q=1850m3/h 的卧式单级离心泵与功率P=185kw异步电机组构成，用于黄河低水位期取水；二级泵站主要设备由5套扬程H=136m，流量Q=3600m3/h 的立式斜流泵与功率P=1800kw立式同步机组构成，用于黄河正常水位时取水；加压泵站主要设备由4台扬程H=197m，流量Q=2340m3/h 的卧式单级离心泵与功率P=2000kw的高压异步电机组构成，用于向矿区及2个电厂等用户提供工业用水。
水锤(水击)的产生、危害与防护措施
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。
水锤及防护措施
水锤及防护措 施
目录
01. 水锤现象 02. 水锤防护措施 03. 水锤防护案例
水锤现象
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#2023
水锤产生的原因
01
阀门突然 关闭或开 启
02
管道中水 流速度突 然变化
03
水泵突然 停止或启 动
01
02
03
04
水锤的预防
01
合理设计管道 系统，避免急 弯、急缩等容 易产生水锤现 象的部位。
02
采用缓闭式阀 门，减缓水流 速度，降低水 锤压力。
03
安装水锤消除 器，通过泄压、 缓冲等方式消 除水锤现象。
04
定期检查和维 护管道系统， 确保管道、阀 门等设备的完 好性。
水锤防护措施
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02
安装位置：安装在容易产生水锤的管道上
03
安装方法：按照产品说明书进行安装
04
维护保养：定期检查和更换泄压阀和缓冲阀、安全阀等
设备，降低水锤压力
03
合理布置管道，避免急
弯和直角转弯
02
采用柔性连接，降低管
道振动和噪音
01
合理选择管径和壁厚，
避免过大或过小
#2023
控制阀门开关速度
01
01
控制阀门开关速度可以减少水锤 现象的发生
02
02
采用缓闭式阀门可以降低水锤压 力
03
03
采用快速关闭阀门可以减少水锤 现象的影响
04
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在逆止阀两端安装连通管，当突然断电后水倒流时，逆止阀关
闭，从旁路管泄回部分水流，以减弱水击的增压； 采用缓闭式逆止阀，以延长闭阀时间，防止水击。 四、 停泵水击的危害及预防措施
三、 水击引起管道内压力的增值
1、易发生停泵水锤的情况
单管向高处输水，当供水地形高差20超过ｍ时，就 要注意防止停泵水击事故； 水泵总扬程（或工作压力）大； 输水管道内流速过大； 输水管道过长，且地形变化大；
在自动化泵站中阀门关闭太快。
四、 停泵水击的危害及预防措施
2、停泵水击的危害
压力升值急剧增大，可高达正常工作压力的十 几倍甚至上百倍，具有很大的破坏性。一般事故造成 “跑水”，严重时可造成泵房淹没等。
泵站水击（水锤）及其防护
学习大纲
水击产生的原因 停泵水击产生的过程 水击引起管道内压力的增值 停泵水击的危害及预防措施
1、几个概念
水击（水锤）：
在压力管道中，由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧
的压力交替升降的水力冲击现象。 停泵水击（水锤）： 指水泵机组因突然失电或其它原因造成开阀停车时，在
用可能导致机组突然停电。
一、水击产生的原因
管道中发生水击的决定因素-----管道中流速的变化
压水管路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，然后速度降至零。管道中的水在重力水 头的作用下，又开始向水泵倒流，速度由零逐渐增大。 水泵出口处有止回阀的情况 水泵出口处无止回阀的情况
四、 停泵水击的危害及预防措施
3、停泵水击的预防措施
对于扬程较低的小型泵站可取消逆止阀；
延长阀门的启闭时间，如离心泵在关闭阀门的状态下启动（或停
止），然后逐渐开启（或关闭）出水阀门； 在管路设水锤消除器或安全阀，当产生水击，压力升高时将部分
水放出；
在管路上安装空气室，当阀门关闭时，部分水进入空气室起缓 作用，以减少水击的危害；
水泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。
一、水击产生的原因
2、产生的原因
启泵、停泵尤其是在迅速操作阀门使水流速度剧变的情况下。
事故停泵
突然停泵的原因：
1、由于电力系统或电气设备突然发生故障，人为误操作等致使电力
供应突然中断； 2、雨天雷电引起突然断电；
3、水泵机组突然发生机械故障，而使电机过载。由于保护装臵的作
二、停泵水击产生的过程
2、水泵出口处无止回阀的情况
经历三个阶段： 水泵工况（水泵正转，水正流）；
制动工况（水泵正转，水倒流）；
水轮机工况（水泵反转，水倒流）。
二、停泵水击产生的过程
估算公式：
∆h—水锤发生后增加的压力值（m） V1—正常运行时的管中水流速度（m/s） V2—阀门关闭后管中水流速度（m/s） g—重力加速度 c—管路中横击波传播速度（与管材的性质和管径有关）
二、停泵水击产生的过程
1、水泵出口处有止回阀的情况
管路中的水倒流到一定程度时，止回阀很快关闭，引起压力上升。 （停泵水锤的危害主要是因为水泵出口止回阀的突然关闭引起的。）
突然停泵后，流量、压头、 转数等随时间变化的曲线称 为停泵暂态过程线。 右图是水泵出口处设有止回 阀的某泵站的停泵暂态过程 线。