工业管道系统的水锤及其防护措施
长距离输水管线水锤防护措施技术探讨
长距离输水管线水锤防护措施技术探讨摘要：长距离输水管线中水锤防护具有重要的意义，本文介绍了几种常见水锤防护措施，并以张家口云州水库调水工程为例，着重介绍缓冲排气阀和箱式双向调压塔在工程的作用。
关键词：长距离，水锤防护，缓冲排气阀，双向调压塔Abstract: the long distance delivery pipe line water hammer protection has an important meaning, this paper introduces several common water hammer protection measures, and with zhang cloud state water transfer project reservoir as an example, this paper introduces buffer exhaust valve and box pressure regulating tower in the project of the two-way role.Keywords: long distance, water hammer protection, buffer exhaust valve, the double pressure regulating tower1、引言我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源占有量很低。
有些地区水已成为制约经济发展的“瓶颈”。
新中国成立以来，随着工农业的发展，科学技术的进步，我国兴建了40多万处泵站工程。
已建和正在修建的许多大型泵站工程，向几十公里甚至更远的地方供水。
在长距离输水工程中，对泵供水系统安全危害较大的是水锤事故，不少工程因水锤而遭受严重破坏。
水锤事故的成因不同，产生危害也不同，有的造成压力管道破坏（即爆管），有的造成泵房被淹，有的设备被打坏，伤及操作人员等，给正常的生活的生产带来了严重的影响和经济损失。
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
建筑工程压力管道水锤及防范措施
建筑工程压力管道水锤及防范措施【摘要】建筑工程压力管道在运行时，由于突然停电或停泵,使管道中的流速和动量发生急剧变化,而发生水锤或叫水击现象,水锤可导致管道系统的强烈震动，对管道系统造成影响或破坏，甚至危及设备和人身的安全。
因此，建筑工程汽（水）压力管道如果发生水锤，会直接影响汽（水）压力管道系统的安全运行。
如何保证汽（水）压力管道的安全稳定运行，对水锤现象进行了分析和探讨,提出了预防压力管道水锤的方法和措施,防止水锤现象发生，对建筑工程汽（水）压力管道有着重要意义。
【关键词】建筑工程；压力管道；水锤；防范措施1水锤的具体表现及其特征1.1液体管道水锤现象及其特征在压力管道中，在某些外部因素的作用下（如启动泵、停止泵和开、关阀门过快），液体的流速急剧变化，导致管道中的液体压力发生显著、反复和快速的变化。
由于压力流的惯性，会产生水流冲击波，就像锤击一样。
这种现象被称为水锤。
水锤引起的管道压力升高可能超过管道正常工作压力的几十到几百倍，导致管壁产生巨大应力。
压力的反复变化会引起管道和设备的振动，造成管道、管件和设备的损坏，甚至造成管道爆裂等事故。
如果出现负水锤，管道中的压力会降低。
如果压力降得太低，可能会导致管道内出现真空，从而在外部压力的作用下使管道变平。
1.2蒸汽管道水锤的现象及其特征当蒸汽管道发生水锤时，管道系统将发生振动，管道、支（吊架）和穿墙管道将发生振动。
水锤越大，振动越大；运行时，供暖或排水不足的管道会发出多阶段的“砰砰”声；蒸汽带水进入管道时，经常发出类似空袭警报声的连续尖叫声；停炉后蒸汽管道发出尖锐的金属敲击声。
当管道系统的蒸汽带水进入管道时，如果管道系统有法兰连接，则管道的法兰接头处容易产生蒸汽。
水锤严重时，法兰垫被冲掉，导致大量蒸汽泄漏。
2.水锤产生的原因由于液体存在惯性和可压缩性，管道是弹性材料，当打开的阀门突然关闭，液体对阀门及管壁，主要是对阀门会产生一个压力。
由于管壁光滑，后续液体在惯性的作用下，不断的压缩前方液体，液体把压力传递给阀门和管壁。
水锤现象及解决方案
水锤现象及解决方案概述水锤是一种在管道系统中常见的液压冲击现象，其产生的原因是由于管道中液体流动速度的突变而导致的液体冲击。
水锤现象在工业领域中具有广泛的应用和影响，它可能会导致管道系统的破裂、设备的损坏以及安全事故的发生。
因此，了解水锤现象的机制以及相应的解决方案非常重要。
水锤现象的原理水锤现象的产生是由于管道中流体的突然停止或改变流动方向所引起的。
当流体突然停止或改变方向时，它具有惯性，会继续向前运动。
这将导致压力的快速增加，形成一个冲击波。
这个冲击波将沿着管道传播，并引起管道壁面的振动和应力的集中。
水锤现象对管道系统的影响1.声音和振动：水锤引起的冲击波会在管道系统中产生噪音和振动，影响设备和工作环境的稳定性。
2.管道的破坏：水锤可以导致管道系统的破裂、弯曲或挤压，进而导致泄漏和损坏。
3.设备故障和损坏：冲击波对连接在管道上的设备会产生额外的应力，可能导致设备的损坏和故障。
4.安全隐患：水锤引起的管道破裂和设备故障可能导致液体泄漏，造成员工和设备的安全隐患。
水锤现象的解决方案为了解决水锤现象带来的负面影响，需要采取以下解决方案：1. 装置缓冲器安装装置缓冲器是减轻水锤冲击力的一种常见方法。
这种装置可以通过提供可压缩空间来吸收冲击波的能量，起到缓冲的作用。
装置缓冲器可以是气室或软质管道，它们能够降低水锤引起的压力变化，并减少对管道系统和设备的应力影响。
2. 安全阀和减压阀安装安全阀和减压阀能够有效地控制和调节管道系统中的压力。
这些阀门可以在压力超过安全范围时打开，释放过剩的压力，并保持系统压力稳定。
通过安装这些阀门，可以减少水锤现象的发生和影响。
3. 管道设计和施工合理的管道设计和施工是预防水锤的关键。
在设计和施工过程中，需要考虑流体的速度和流动方向的变化，采取合适的管道直径和角度，避免突然的流动变化。
此外，管道的支撑和固定也需要合理安排，以减少振动和应力的集中。
4. 定期检查和维护定期检查和维护管道系统是预防水锤现象的重要措施。
常见管道系统水锤与防护
热电厂供热模型
热电厂供热模型
热水供热网
分析工况
主供水管阀门关闭、设计 缓闭、延迟停泵 主供水管阀门关闭 循环泵突然停泵无旁通管、 有旁通管 补给水泵故障，输水量减 少
断电工况
用户热量减少或增加15％
供热管网模型
热水供热网
计算结果
热水供热网
水锤防护
根据计算结果合理调度 可控缓闭逆止阀 调压罐 进、排气阀
发生水锤原因
正常起停泵、机组不稳定运行、动力故障、调节流量、 中间站运行参数变化、站内发生回流、线路分流和急 流、安全阀启闭
中芯国际至长江排水管——长距离输送管
长距离输送管道
水锤分析目的及注意事项
模拟管网瞬态水力情况
鉴别管道、设备是否安全 确定进、排气阀及其他防护措施的布置和尺寸
常见管道系统水锤与防护
城市供水管网 城市热水供热网 工业循环冷却系统 长距离输送（水、油、气）管网 城镇大型排水泵站
一 城市供水管网
复杂管系水锤与防护
城市供水管网
供水管系：
组成：管道、阀门、调压室、水池（库）、水泵 等元件
水锤计算：特征线法
内外边条：计算各个元件任一时刻的边界条件和每一 管道内计算断面水头和流量 初条：特征线法计算管系恒定流动 关键问题：管线信息图、信息存储方法需灵活简单
C : H p H A B(Qp QA ) RQA | QA |
C : H p H B B(Qp QB ) RQB | QB |
城市供水管网——水锤计算
二、索引（《瞬变流》11章）
定义：一种整型数组，将系统的几何形态和性能按特定数 字型进行描述，使程序能够有效的求解各种边界条件。
管道工程施工验收中的水锤与防止
管道工程施工验收中的水锤与防止在管道一年由于液体介质的流速突然变化，使压力突然增人或减小，且变化幅度很大。
在压力波动过程中常伴有锤击般的声响和振动。
这种现象称为水锤或水击。
水锤产生的过高压力可导致管道、阀门和水泵的破坏，过低的压力则可导致管道的失稳而损坏。
对于水锤应有足够的认识，并采取恰当的预防措施，以防止水锤对管道、阀门和水泵的破坏。
因为管道中流速的变化是不可避免的，水锤现象并不罕见。
只是通常发生的是属于正常水锤，其水流状态不出现水柱中断 (管道某处压力低于水的汽化压力或存在空气而产生)，压力上升值一般不大于水泵的额定扬程，危害不太大。
但在霍山某矿输水管道、定远盐矿长输给水管道、安庆石化厂长输架空石油管道，都曾发生管道道破坏事件。
某工程的爆管还造成死亡4人的恶性事故。
推究这些管道破坏的原因，可以认为主要是水锤所引起。
次要原因则是管道材质和管基沉陷等。
例如在定远盐矿长输给水工程中，其中φ600连续铸铁管6.7 km，φ600钢板卷管3 6 km，管材水压试验压力2mpa，使用压力1mpa，在管道安装完毕进行通水试验时，由水库边泵站送水，水泵扬程98m，流量745—1458 m?／h。
在送水时逐渐开启电动阀门，约半小时左右，铸铁管呈大片爆裂，累修累爆，达5次之多，钢管也从焊缝处爆裂一次，显系内压力过高而受破坏，该输水管长达10．3 km，穿越山丘与农田多处起伏，虽于泵出lj不远装置了缓闭止回阀，在管线隆起处安装了自动排气阀，估算其排气量约为输水量的1／3，在管道内必然产生水柱中断，当水杵再弥合时，水锤压力上升值较高，是所谓非常水锤，其压力升高值△h=a△v／2g，式a为水锤的传播速度。
此压力升高值加上水泵压力虽然超出使用压力不是太高，但冈为连续铸铁管工艺上是连续浇注，同时用水迅速冷却，受力性能较差，在水锤作用下自然易于爆裂。
该输水管的钢管靠近水泵出口，当水泵启动和停止时，如水柱在止回阀处弥合，其压力升高值j。
防水锤措施
防水锤措施1. 概述防水锤措施是指采取一系列预防措施，确保在水体作用下，工程或建筑物的结构、设备和材料不受水分侵害或损坏的措施。
本文将介绍一些建筑工程中常用的防水锤措施。
2. 防水原理防水锤措施的设计应基于以下几个原理：2.1. 屏水原理屏水原理是指通过某种结构或材料形成阻水层，阻止水分进入结构或设备内部。
这可以通过使用防水薄膜、防水涂料等材料来实现。
屏水原理适用于建筑物的地下室、地下管道等部位的防水。
2.2. 排水原理排水原理是指通过设计合理的排水系统，将积聚在建筑物上部的水分迅速排除，减少水分对建筑物和结构的影响。
常见的排水原理包括设置雨水管道、排水沟、斜坡等。
排水原理适用于屋顶、露台、庭院等区域的防水。
2.3. 隔湿原理隔湿原理是指利用隔湿材料将水分与建筑物分开，防止水分渗透进入建筑物的内部空间。
隔湿原理常用于卫生间、厨房等湿度较高的环境。
3. 常用防水锤措施3.1. 防水薄膜防水薄膜是一种常用的防水锤措施。
它可以覆盖在建筑物或构件的表面，形成一个阻水层，有效防止水分渗透。
防水薄膜通常由聚合物材料制成，具有良好的抗水性和耐久性。
3.2. 防水涂料防水涂料是一种将涂料涂布在建筑物表面形成防水层的措施。
防水涂料可以随着建筑物的表面变化而伸缩，具有良好的耐久性和耐候性。
防水涂料通常适用于屋面、地下室等区域的防水处理。
3.3. 排水系统排水系统是指通过设置合理的雨水管道、排水沟、地面铺设的斜坡等设施，将积聚在建筑物上部的雨水迅速排除。
排水系统的设计要考虑到建筑物周围地势、雨水的流量等因素，确保排水畅通、有效。
3.4. 隔湿材料隔湿材料是一种能够阻止水分渗透的材料。
隔湿材料可以用于墙体、地板等部位，将水分与建筑物分隔开来。
常见的隔湿材料包括防潮地板、湿度调节剂等。
4. 防水锤措施的应用防水锤措施的应用范围广泛，适用于各种建筑和工程项目。
以下是一些常见的应用场景：•地下室和地下管道的防水处理。
•防水屋面和阳台的设计与施工。
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
点击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示 发布的良好效果，请言简意赅的阐述您的观点。
#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
点击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示 发布的良好效果，请言简意赅的阐述您的观点。
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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霍
工业管道 系统 的水锤及 其 防护措施
温 丙奎
（ 嘉应 学 院 化 学 与环 境 学院 ，广 东 梅 州 ５４ １） １０５
【 要】 摘 简单介绍了工业管道系统中水锤的现象、起因及危害 ，阐述了设计及运行管理 中常用的水锤防护措施。重点在于具体分析 了几种常 见工业管道系统中容易出现的水锤 问题 ，并提出各系统水锤 问题的有效的防治措施，对设计者和运行管理人员具有一定的参考意义。 【 词］ｚ 管道 系统 ；水 锤 ；防 护措 施 关键 ａ业 【 图分 类号］Ｈ 中 Ｔ ［ 文献标 识 码１ Ａ 【 文章编 号 １ ０ 一８ ５２ １）４０９—２ １ ７ｌ６（０００ １９０ ０
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｈ ｎ ｍｅ ｏ ， ｒｇｎｓａ ｄ ｈ ｒ ｆｗａ ｅ ａ ｓｒ ｃ ： ｅ ｐ ｅ ｏ ｎ ｎ ｏ ｉ ｉ ｎ ａ ｍｓ ｏ ｔ ｒｈ ｍｍｅ ｎ ｉ ｄ ｓｒａ ｉ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｓｍｐ ｙ ｒｉ ｎ ｕ ｔｉｌｐ ｐ ｎ ｙ ｔｍｓ ｗｅ ｅ ｉ ｔ ｕ ｅ ｉ ｌ．Ｃｏ ｏ ｍｍｏ ａ ｕ ｅ ｏ ｔ ｒｈ ｍｍｅ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ｓｆ ｒ ｗａｅ ａ ｒ ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｗｅｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔｒｈ ｍｍ ｅ ｒ ｂ ｅ ａ ｙ ｔ ｐ ｅ ｒｉ ｏ ｏ ｒ ｔｃｉ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ．Ｔ ｅ ｋ ｙ ｗａ ｈ ｔ ｗａ ｅ ａ ｏ ｒｐ ｏ ｌ ｍｓ ｅ ｓ ｏ ａ ｐ ａ ｎ ｓ ｍｅ ｃ ｍｍｏ ｎ ｕ ｔｉｌｐ ｐ ｎ ｙ ｔ ｍｓ ｗｅ ｅ ａ ａｙ ｅ ｏ ｃ ｅｅ ｙ ａ ｄ ｎ ｉ ｄ ｓｒａ ｉ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｃ ｎ ｒ ｔ ｌ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ．Ｅｆｅ ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｆ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔｎ ｎ ｏ ｔｏ ｌ ｇ ｔ ｅ ｅ ｑ ｅ ｔ ｎ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ｅ ｐ ｃ ｉ ｅｙ ｆ ｃｉ ａ ｕ ｅ ｒ ｖ ｎ ｉ ｇ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｈ ｓ ｕ ｓｉ ｓ ｗｅ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ，ｗｈ ｃ ａ ｅ ｔｉ ｅ ｅｅ ｃ ｉ ｎ ｆ ａ ｃ ｏ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｓａ ｄ ｔ ｅ ｖ ｏ ｉ ｏ ｉｈ ｈ ｄ ｃ ｒａ ｎ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｒ ｎ ｈ ｉ
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Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄ ： ｎ ｕ ｔｉｌ ｉ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｓ ｗａ ｅ ａ ｍ ｅ ； ｐ ｏ ｅ ｔ ｅｍ ｅ ｓ ｒ ｓ ｙ ｒ ｓ ｉｄ ｓｒ ｐｎ ｙｔｍ ； ａｐ ｔｒｈ ｍ ｒ ｒ ｔ ｃｉ ａ ｕ ｅ ｖ
工 业管道一 般采 用压力输 水的形式 。 输水过程 中 ， 因某种 原 因，如发 生事故停泵 、阀 门快速 关闭等，使得压 力管道 中流 体速度 发生剧烈变化 引起动量转换 ， 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 叫做水锤 ｌ Ｊ 按其起 因， ｌ。 可分为启动 、 关阀和停泵水锤 ， 中停泵水锤 危害最为严重ｌ。 其 ｊ Ｊ 近年来 ， 工业管道 系统 的水锤 事故在我 国各地均有发 生， 造成 的结果轻则水管破 裂，止回阀被打坏大量漏水 ， 导致暂 时供水 中断事故 ；重则酿成泵站淹毁 ，泵船沉没 ，甚至造成操作人 员 伤亡等 。因此 ， 考虑工业管道 系统水锤 的防护具有非常重要 的 意义 。 文章在 归纳常 用的水锤 防护措 施的基础上 ， 具体分析 了几 种常见工业管道系统 中容易 出现 的水锤 问题 ， 并提 出各 自水锤 问题 这种类型 的有停 泵水 锤消 除器 、防爆膜 、设置旁通管 以及取消止 回阀等 。 （） ４其他类型 。如选 用转动惯量大 的水泵机组 或增装惯性 飞轮 、在较长 的输 水管路中增设止 回阀等 。
２２ 运 行管 理方 面 ．
国内外不少重 大 的水锤 事故是 因对设备 维修不善 或失误 操作 引起 。 为此 ， 运行管理及 操作 人员应增加安全运行方面的 知识 、做好设备 的 日常 维护 工作 、严格 按照运行规程进行操作 等 ，如 ： ２２１保证 水泵系统设备完好 ．． 机组正常启停机前 ， 操作 人员应在 熟练技术人员 的监护下 进行 现场检查 ， 确保水泵系统设备 完好 ， 监控系统显示机组 待 已满足开停机条件后 方可按 正常 开停 机程序开停机 ； 正常运行 期 间机 电检修人员应实 时维护机 电设 备 ， 操作人 员应 定时做现 场巡 检 ，及时查看、分析监控 系统报警记录和相关运行参数 。 ２２２ 优 化 输 水 系统 ．． 适当增加靠近泵 出口阀附近 的管道强度 ， 易发生水锤现 在 象 的部位增加支撑 以减小共振 、 增强系统薄弱点 抗水 锤危害能 力。此外 ，进行取水 口清淤 、建筑结 构加固补修等技术改造 ，
Ｗ ａ ｅ ａ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｅ ｔｏ ｅ ｓ ｅ ｆＩ ｔ ｒＨ ｍ ｒａ ｄ Ｉ ｓＰｒ ｔ ｃｉ ｎ Ｍ ａ ｕｒ ｓｏ ｎｄｕ ｔ ｉ ｌ ｐ ｎ ｙｓｅ ｓ ｓ ｒａ ｉ ｇ Ｓ ｔ ｍ Ｐｉ
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（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｈ ｍｉｒ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎ，ｉ ｉｇ ｉｅｓ ｙ Ｍｅｚ ｏ １ ０ Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ ｅ ｓ ｙａ ｄＥ ｖｒ ｍｅ ｔＪａ ｎ ｖ ｒｉ ， ｉ ｕ５ ， ｈｎ ） ｏＣ ｔ ｏ ｙ Ｕｎ ｔ ｈ １ ４ ５