泵的水锤及其防护
水锤防止措施
水锤防止措施
1、“水锤”的定义
水锤是流体流动性的瞬变过程，它是流体的一种非稳定流动，也称压力脉动，即在压力管道中，当水流因某种原因而产生流速的急剧变化，由于流体的惯性作用而引起管道内液体的压力急剧升高或降低而产生水力冲击波。
2、产生水锤的原因及危害分析
3、停泵水锤产生的危害
系统大，存水量多，停泵时能量聚积大，造成冲击波就越严重。
系统静压水位高，回水管储存的能量越大，一旦水泵突然停止运转，回水管内的水流不会立即停止，在高静压水位的作用下，产生的冲击力就越大。
系统管道的支架设置不合理及管道固定不牢固，造成水力冲击无法在管内消除，从而很容易传到整个管道系统而造成震动，管道的自震频率和产生水锤时的水力冲击频率接近，是系统发生严重水锤现象的原因之一，而系统的自震频率和管道系统安装固定的方法密切相关。
综上所述，由于产生水力脉冲需要空间，开式系统提供了这方面的条件，而闭式系统由于水流一直充满系统，兼之水的不可压缩性，造成冲击波的振幅相对较小，因此开式系统比闭式系统更容易产生水锤，水锤轻则产生噪音、震动，重则造成设备、阀门受损，更严重则造成软接撕裂，管道爆裂。
4、防止“水锤”具体措施。
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
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
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。
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
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
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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THANKS
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。
多功能水泵控制阀的水锤防护特性及应用
多功能水泵控制阀的水锤防护特性及应用［提要］水锤危害是极具破坏性的，因而水锤防护是泵站正常运行的关键因素。
介绍了多功能水泵控制阀防上水锤的原理，根据实际工况叙述多功能水泵控制阀的工作过程和调试的要点。
［关键词］水锤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与水锤波相长T的差异，表现为直接水锤和间接水锤2种形式。
当TsT时，在阀门关闭过程中，反射回来的负水锤波到达阀门时，阀门尚未完全关闭，负水锤波导致压强增值受到了干扰（即降低），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。
一、水锤增压值的理论计算给水系统关阀水锤压力峰值P为水泵稳态工作扬程P1和关阀水锤压力增值△P的迭加值即：P=P1+△P（1）1.1关闭直接水锤压力增值△P按照儒可夫斯基公式，可以计算供水系统中发生关阀直接水捶时的压力增值△P为：（2）式中△P－－关阀直接水锤的压力增值，KPa；υo－－水锤产生前管道中的平均流速，m/s；υ －－水锤产生管道中的平均流速，m/s；γ －－水的重度，取9.8KN/m3g －－重力加速度，m/s2；C －－水锤波的波速，m/s（3）式中Co－－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，Co=，对于水，Co＝1425m/s；Ｋ－－水的弹性模量，取2.04×N/C㎡；D－－供水管的直径，mm；δ－－供水管的管壁厚度，mm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主要随着流速υo的增大而增大，因而在工程设计中可以适当降低流速υo，即增大管径来降低水锤的危害。
1.2关阀间接水锤压力增值△P"关闭间接水锤压力增值计算比较复杂[2～3]，可近似由（4）式进行计算：△P"＝T/Ts•△P（4）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。
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
,
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。
水泵停止产生水锤的防护措施
水泵停止产生水锤的防护措施
水泵停止时产生的水锤合理防护措施
减少水锤压力，对于降低管道造价、改善机组运行条件、保证安全运行和可靠供水具，有重要意义，因此必须对停泵水锤采取必要的防护措施。
（一）防治降压的措施
布置管道时，管道的纵剖面应在最低压力线以下，如果由于受地形条件所限，不能变更管道布置时。
（二）防治升压的措施
1.装水锤消除器
水锤消除器是具有一定泄水能力的安全阀，安装在止回阀的出水侧。
当停泵后管道中水压力降低时，阀门打开，将管道中部分高压水泄走，从而达到减少升压值，保护管道的目的。
2.安装缓闭阀
缓闭阀是当事故停泵时，通过相应的传动机构让止回阀阀板或其他类型的阀板按预定的程序和时间自动关闭。
这样，既减弱了正压水锤，又可限制倒泄流量和水泵的倒转转速，是一种较好的水捶防护措施，有时还将其作为水泵主阀来用。
缓闭阀主要有：微阻缓闭式止回阀、缓闭式蝶阀和缓闭式平板闸阀。
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
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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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( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
第六节泵站水锤及其防护
• 压力水管中的水，在断电后的最初瞬间， 主要靠惯性作用，以逐渐减慢的速度，继 续向高位水池方向流动，然后使其流速降 至零，但这种状态是不稳定的。 • 在重力水头的作用下，管路中的水又开始 向水泵站倒流，速度又由零逐渐增大，以 后的技术特点，应视在水泵压出口处有无 普通止回阀为了求得
6 ．找出经济合理的水锤防护措施，以保证泵站、管道运行安 全
由此可见，进行停泵水锤计算并不仅仅是为了取得几个数据， 而是要求得到为正确进行停泵水锤分析与防护所需的资料、 规律与数据。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
1 ．防止水柱分离
主要应从管路布置上考虑，不要布置成如图 4 一 38 中 ABC 那样走向，而应布置成 A B’C 的走向方式。如果由于地形条 件所限，不能变更管路布置，也可考虑在管路的适当地点设 置调压塔。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得：
2 ．在输水管路中开始产生水柱分离的地点和时刻、断流空间 （空腔）的大小、两分离水柱相互碰撞的时刻以及断流弥合 水锤的升压值。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得：
3 ．为进行停泵水锤分析所需要的其它资料与数据，如水泵的 全性能曲线、水锤波传播和反射等规律以及水泵机组的惯性 效应等。
第六节泵站水锤及其防护
• 发生突然停泵的原因可能有： • ( 1 ）由于电力系统或电气设备突然发生故障， 人为的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，如联轴器断 开，水泵密封环被咬住，致使水泵转动发生困难 而使电机过载，由于保护装置的作用而将电机切 除。 • ( 4 ) 在自动化泵站中由于维护管理不善，也可能 导致机组突然停电。
第六节泵站水锤及其防护
第六节泵站水锤及其防护
• 2 、在水泵压出口无普通止回阀（无阀系统）
在水泵突然断电后的水泵工况阶段中，虽然各基本工作参数如 流量 Q 、水头 H 、转速n及转矩 M 都是正值，但它们都是随 时间而减小。 从开始停泵至流量降到零阶段为水泵工况阶段，随后，管路中 水又向水泵站方向倒流，其流速绝对值由零逐渐增大。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得：
4 ．可能采用的停泵水锤防护措施的技术经济效果。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得：
5 ．处于停泵水锤暂态条件下，对水泵机组及管路等主要设备 的机械强度校核与评价
第六节泵站水锤及其防护
第六节泵站水锤及其防护
• 2 、在水泵压出口无普通止回阀（无阀系统）
第六节泵站水锤及其防护
• 3 、泵管路系统中的水柱分离现象和断流（ 弥合）水锤
出现真空
水柱 分离
第六节泵站水锤及其防护
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
在具体的技术条件下，如何进行停泵水锤分析， 如何判断停泵水锤的危害，采取何种防护措施来消除 其危害，以及如何估评防护措施的技术经济效果等， 都要以相应的停泵水锤计算为基础。例如，在设计水 泵站及输水管路时，必须根据各种可能的荷载来进行 校核。
第四章 给水泵房
第六节泵站水锤及其防护
第六节泵站水锤及其防护
• 一、停泵水锤 • 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，称为水 锤（又叫水击）。离心泵本身供水均匀，正常运 行时在水泵和管路系统中不产生水锤危害。 • 一般的操作规程规定，在停泵前需将压水阀门关 闭，因而正常停泵也不引起水锤。 • 所谓停泵水锤是指水泵机组因突然失电或其他原 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。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
• 1 、在水泵出口处有止回阀的情况（有阀系统）
• 当管路中倒流水流的速度达到一定程度时，止 回阀很快关闭，因而引起很大的压力上升； • 而且当水泵机组惯性小，供水地形高差大时， 压力升高也大。 • 这种带有冲击性的压力突然升高能击毁管路或 其它设备。 • 国内外大量的实践证明，停泵水锤的危害主要 是因为水泵出口止回阀的突然关闭所引起的。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得：
1 ．在发生停泵水锤的暂态过程中，泵站及管路中流量 Q 、 水头 H 、机组转数 n 及轴上转矩 M 等基本参数随时间 t 而变 化的规律以及它们的极值。换言之，就是求出各主要地点 （如泵站和水柱分离处）的停泵水锤暂态过程线。