阀门关闭规律对电厂循环水系统事故停泵水锤的影响
电站停泵水锤危害及防范措施
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电站停泵水锤危害及防范措施
严正波! 朱! 松
（ 云南电力试验研究院（ 集团） 有限公司电力研究院，云南! 昆明! "#$$#% ） 摘! 要：针对现场实际设备全面分析了停泵水锤产生的原因，从设计和运行调整方面总结介绍了防范停泵 水锤的措施。 关键词：停泵水锤! 泵控制阀! 抗水锤气压罐! 防范措施 中图分类号：&’"(! 文献标识码：)! 文章编号：%$$" * +,-# （ ($$" ） $# *4;##$ 年第 % 期
云南电力技术
第 &’ 卷!
! ）在各台升压泵出口设置多功能水泵控制阀 （ 自动实 现 开 泵 时 的 缓 开，停 泵 时 的 速 闭 " 缓 闭， 基本上可以实现现行液控缓闭阀的功能，即两阶段 关阀过程，有效地防止水锤事故的产生，但它无任 何电气控制动力或外力油压系统。在阀体设计上还 采用 了 宽 阀 体 流 线 型 设 计，有 效 地 降 低 了 水 流 阻力。 ） #$ %$ !& 滇东电厂 % ）在各台补给水泵和升压泵出口设置液控止 回蝶阀，它靠液压驱动开启，靠重锤势能关闭，启 闭灵活可靠，可替代闸阀（ 蝶阀） 和止回阀两台 阀门。停泵时，出口液控蝶阀同时关闭，其中液控 蝶阀分快、慢二阶段关闭，前 ’( ) *+ 为快关，后 !( ) *+ 为慢关。考虑到水锤的复杂性及计算值与实 际情况可能存在的差异，设计考虑液控蝶阀的两阶 段关闭的时间及关阀行程是可调的。最终两阶段关 阀行程和关阀时间根据补给水系统调试结果确定。 ! ）在升压泵出口母管上设置抗水锤气压罐型 号 ,-./!#(( 型，它利用气体体积与压力的特定定 律工作。随着管路中的压力变化，气压罐向管道补 水或吸收管路中的过高压力。当水泵突然停止运 行，压力供水管道起端处形成负压，甚至水柱分离 时，气压罐向管道补水，可以有效平衡负压，防止 水柱分离，削减水锤强度。此时气压罐中水量减 少，气体膨胀；当水锤波返回时，压力供水管道起 端压力升高，气压罐从管道进水，吸收管道内过高 的压力，气压罐中水量增加，气体被压缩，起了气 垫作用，从而有效抵抗了水锤对管路系统产生的不 利影响。 %( "! 运行调整方面 #$ !$ %& 开远电厂一期工程 % ）首先向两条补给水管道注水。方法：打开 各个自动双向排气补气门的手动门；启动 0! 补给 水升 压 泵 分 别 开 启 % 、 ! 母 管 联 络 门， 开 度 在 %(1 左右即可，同时逐步关小压力波动预止阀前手
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
各类阀门水锤效应如何应对
各类阀门水锤效应如何应对在流体动力系统中，水锤效应是指由于流体流动突然改变而引起的压力波动。
这种效应可能导致管道、阀门和相关设备的损坏，产生噪音和振动，甚至引发严重的系统故障。
因此，北高科阀门提醒您理解和应对各类阀门的水锤效应是保护系统完整性和提升效率的关键。
水锤效应基础水锤效应通常发生在流体被突然停止或改变方向时，例如在快速关闭阀门时。
这种情况下，流体的动能转化为压力能，导致管内压力急剧上升。
这个压力波会在系统内反射和放大，可能对系统造成破坏。
理解水锤的物理学原理是设计防护措施的基础。
水锤效应的影响因素水锤的大小和影响由多种因素决定，包括流体的速度、阀门关闭的速度、管道的材料和直径、流体的压缩性和管道系统的布局。
例如，大直径管道和高流体速度会加剧水锤效应。
此外，阀门的类型和其关闭特性也对水锤效应有显著影响。
应对策略旋塞阀对于旋塞阀，缓慢关闭阀门可以减小水锤效应。
采用具有阻尼功能的执行机构，可以控制阀门关闭速度，从而减少压力冲击。
球阀球阀由于其快速开关的特性，尤其容易引发水锤。
安装调压阀或溢流阀可以消散过剩能量。
另外，可以考虑使用具有防锤特性的球阀，这些阀门内置特殊机制来减缓关闭速度。
蝶阀蝶阀通常用于较大的流量控制，因此在关闭时可能会产生较大的水锤压力。
使用具有两阶段关闭特性的蝶阀可以缓解这一问题。
在第一阶段，阀门快速关闭至几乎关闭的位置，然后在第二阶段慢慢完成关闭，这样可以减少水锤的影响。
通用对策1. 安装水锤抑制器：水锤抑制器是一种安全装置，可以在压力波返回时吸收多余的能量，保护系统不受水锤影响。
2. 使用空气室或气水室：通过在系统中安装空气室，可以提供一个缓冲空间，当压力增加时空气被压缩，从而减少水锤的冲击。
3. 实施阀门调控策略：通过使用变频器控制的泵，可以更平滑地调整泵的速度，减少流体动能的突变，从而减轻水锤效应。
4. 定期维护和检查：保持阀门和管道系统的良好维护，可以避免因磨损或故障导致的非计划停机和可能引发的水锤现象。
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）。
水锤产生的原因危害及预防措施
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；输水管道中水流速度过大；输水管道过长，且地形变化大也是产生水锤的原因。
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，造成的危害有：1、引起管道强烈振动，产生锤击般噪声，管道接头断开，破坏阀门，严重的造成管道爆裂。
防止循环水泵停泵水锤一法
防止循环水泵停泵水锤一法一、概述莱钢热电厂三区有四座循环水泵房，共有25台循环水泵，主要向汽轮鼓风机、汽轮发电机及部分TRT设备提供优质安全的循环水。
在长期运行或新系统试车过程中，循环水系统曾发生过多次故障，具体表现是：①水泵基础出现裂缝。
②联轴器分别出现3mm至8mm错位，弹性垫圈严重磨损。
③汽轮机凝汽器铜管出现裂纹或断管。
究其原因，大多是由于供电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的。
循环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时，止回阀很快关闭，因而引起很大的压力上升，即形成水锤。
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，严重时可导致汽轮鼓风机停机，影响高炉炼铁生产。
这种现象称为停泵水锤现象。
以往防止水锤的措施主要是采取设置水锤消除器、设置缓冲气缸等方式，但在安装和使用上都有其局限性和不利因素，近几年来一种多功能水泵控制阀逐渐被推广开来，热电厂也已在两座循环水站进行了更换。
多功能水泵控制阀是一种新型的水力控制阀门，一阀可替代现行水泵压水管上的电动阀、止回阀和水锤消除器，并能自动实现开泵时的缓开（准软启动），停泵时的速｝苏缓闭，基本上可以实现现行液控缓闭阀的功能，即两阶段关闭过程。
调解阀开度在50％的情况下，阀门完全关闭时间在20～40s之间，能够有效地防止水锤事故发生，达到了预期效果，有效地防止水锤事故的产生。
多功能水泵控制阀（图1）的水锤防护过程多功能水泵控制阀在突然停泵时即能阻止水倒流，保护水泵不致发生飞逸反转，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，达到保护管路的目的。
水泵启动前，由于弹簧作用，主阀板处于关闭状态，同时膜片的上腔连通压力水，下腔则与阀门进口端的低压相通。
水锤效应
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。
水和其它实用的液体都是不可压缩的，因此施加在液体上的能量会立即传递开去。
当阀门开、关或水泵开、停造成流速的突然变化，则动能转变为弹性能，产生一连串的正负压力波，在管线中来回振动，这就是所谓的水锤。
由此可见水锤的产生，一是由于外加驱动力的突然变化造成的，二是由于运动的液体速度突然变化造成的。
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.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。
所以我们要研究水泵开机和停机时的控制方法，以便避免水锤的产生。
采用具有转矩控制的固态软起动器可以消除水锤，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。
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http://www.paper.edu.cn -1- 阀门关闭规律对电厂循环水系统事故 停泵水锤的影响
赵云驰，刘二敏 河海大学水利水电工程学院，江苏南京（210098） 摘 要：本文给出了火电厂循环冷却水系统水锤计算的基本原理和具体方法,对常用布置方式的相关设备给出了边界方程,并作了实例计算研究说明阀门关闭规律对停泵水锤的影响。 关键词：循环水系统，水锤，特征线法，关闭规律
1. 前言 火电厂循环冷却水系统主要有循环水泵、水泵出口阀门、凝汽器、虹吸井，排水工作井、冷却塔、进水管路、出水管路等部件组成。在循环水系统正常启动、停泵或事故断电停泵时，如果水泵出口阀门不能及时关闭或关闭太慢，会产生很大的水锤。 循环水系统水锤分为启动水锤、关闭水锤和事故停泵水锤。一般情况下，启动水锤不大，只有在空管情况下，当管中的空气不能及时排出而被压缩时才会加剧水流压力的变化。关闭水锤在正常操作时不会引起过大的水锤压力。而由于突然停电或误操作造成的事故停泵所产生的停泵水锤往往数值比较大，一般可以达到正常压力的1.5～4倍或更大，破坏性强，将直接导致机组停机,危及设备和人身安全[1]。根据对部分已建电厂的调查资料显示,火电厂循
环冷却水系统事故断电后的关阀控制和关阀方式存在很大的差别,甚至存在完全相反的操作方式[2]。最近,有些电厂在调试中在管线的驼峰点（如凝汽器出口）发生了压力极高“水柱分
离-弥合水锤”,导致管道的破裂，致使机组停机，对电厂造成很大的经济损失，这说明了对循环冷却水系统的水锤进行研究有其实用意义。 本文针对火电厂循环冷却水系统的一般布置方式,给出了常用边界控制方程,用实例进行了比较精确的计算研究，分析了不同关闭规律对水锤的影响，提出了优化阀门规律对减小水泵水锤的作用。
2. 事故停泵水锤计算方法及公式 2.1水力计算方法 水锤的计算方法，常用的有简易计算法和特征线法。由于特征线法计算方便、易编程、精确度高等特点，所以系统的水力数值模拟计算运用现在国内外广泛采用特征线法。 将运动偏微分方程和连续偏微分方程变换为四个常微分方程，用差分形式来表达，借助计算机算出任一时刻各断面上的水锤压力，由于考虑了非线性摩阻的影响，这种方法对复杂管路的优越性比较突出，且精度较高。 描述任意管道中的水流运动状态的基本方程[3]为
运动方程： 02=+∂∂+∂∂+∂∂DVfVxHgxVVt
V （1）
连续方程： 0sin2=∂∂+−∂∂+∂∂xVgaVxHVtHα （2） 式中：因变量V、H分别为管道中心线的流体平均速度和测压管水头 ；自变量t、x分http://www.paper.edu.cn -2- 别为时间和从任意起点开始的沿管轴的坐标距离；f为管道沿程摩阻系数；D为管道内径；a为管道与水平线倾斜角；a和g分别为水锤波传播速度和重力加速度。 由方程(1)和(2)可得普遍应用的特征线方程
PPPQBCHC×−=+: （3）
PMPQBCHC×−=−: （4）
AAAAPQQRQBHC×−×+= （5）
BBBBMQQRQBHC×−×+= （6）
其中： B=a/gA , R=f△x/2GDA2 式中,HA、QA分别为t-△t时刻管段第i-1节点处的压头和流量;HB、QB分别为t-△t时刻管段第i+1节点处的压头和流量; △x为相邻两节点的距离;R为阻力系数;CP、CM分别与t-△t
时刻的压头和流量有关,对t时刻是已知量。 由上述基本方程沿特征线可求得t时刻压力管道沿线各中间节点的水头和流量，再联立各节点边界方程即可对整个循环水系统进行数值仿真计算。
2.2 水泵边界控制方程 2.2.1 水泵全特性曲线： 根据水泵的无量纲相似特性，通过如下转换得到水泵的全特性曲线：
22)(nq
hxWH+= （7）
22)(nq
mxWB+= （8）
其中：nqxarctan+=π 、rHHh= 、rMMm=、rNNn=、rQ
Qq=
式中：h、m、q、n分别为扬程、轴力矩、转速和流量的无量纲值。 2.2.2 水泵边界水头平衡方程 设水泵上、下边界节点编号为1、2（如图1），则根据式（3）、（4）可得水泵边界水头平衡方程为：
rPrPMPMQRRqCChΗ
∆Η−++−=)()(
1212 （9）
式中：Hr、Qr 分别水泵额定扬程和额定流量，其它符号意义同前；∆HP为水泵出口控制阀门的水头损失。
2.2.3 机组转动力矩平衡方程 []
aggT
tmmmmnn2)()(000∆+−++
= （10）
式中：Ta、GD2、mg分别为机组惯性时间常数、机组转动惯性力矩、水泵动力矩无量纲值，n0、 m0、 mg0分别为n、m、mg前一计算时刻的步值
阀P1C+
2C-
图1 水泵边界示意图 http://www.paper.edu.cn
-3- 联列式（7）～（10）并结合给定的水泵出口控制阀启闭规律即可求出各种工况的水泵节点的瞬态参数h、n、m、q 等值，也即可求得H、N、M、Q。
2.3 水泵出口阀门边界控制方程 设阀门上、下边界节点编号为1、2，则阀门边界水头平衡方程为： QRRCCPMMPV×+−−=∆Η)()(1221 （11）
其中： △HV=(H1-H2)=KQ|Q|/2gA
2
式中：Q为阀门的过流量，∆HV为阀门前、后测压管水头差；H1、H2分别为阀门前、后测压管水头； A、k 分别为阀门处的局部水头损失系数和阀门面积； RP1、CP1、RM2、CM2
分别为阀门边界节点的特征参数。
根据式（11）并结合给定的阀门启闭规律和阀门阻力特性曲线即可求出阀门节点的瞬态参数H1、H2、Q 等。
3. 工程实例计算分析 3.1 模型的建立 华东某电厂两台机组（2*300M），均采用扩大单元制直流循环冷却供水系统，每台机组配两台立式可调循环水泵，因京杭大运河水作为冷却水源。循环水模型平面图见图2：
图2 循环水系统平面模型简图 水泵的型号：PHZ1600-1100立式可调叶混流泵，额定流量QR=6.5 m3/s，额定扬程
HR=16.0m，额定转速nR=370r/min，转动惯量WR2=320kg.m
2，循环水泵出口设电动蝶阀。
3.2 计算结果及分析 根据1.1中的水力计算数值模拟方法，编制了FORTRAN语言电算程序，对本工程循环水系统中停泵水锤的工况进行计算。 经计算，本系统最大水锤升压发生在“四台泵并联运行，且同时事故断电”工况条件下水泵出口阀门前处；而“一机一泵运行，运行泵事故断电”时由于流量较大，如果关闭太快，也容易引起较大的负压水锤。由于水锤压力的大小与水泵出口阀门的关闭规律密切相关，不同的关闭规律所引起的水锤差别比较大，所以要对这两种工况阀门关闭规律进行分析[4]。
3.2.1 “四台泵并联运行，且同时事故断电”工况分析 （1）相同潮位时阀门关闭规律的比较 不同的关闭规律引起的计算结果见图3和图4。由图3可以看出，在同一个系统同样的条件下，采用相同的时间，一段关闭直线的最小水锤压力比两段折线的水锤压力要小的多且波http://www.paper.edu.cn -4- 动较大，对整个系统稳定性影响有很大的影响，而折线关闭的水锤压力相对较大，且波动比较小，对系统影响相对不大，所以采用两段折线关闭规律。 由图4可以看出，在同一个系统同样的条件下，采用两段折线关闭规律，不同关闭时间，水泵阀门出口压力波动是不同的。可以看出，15-15s的波动比20-20s和20-30s要大些，故可舍去。20-20s虽比20-30s波动略大，但压力变化很小，且两段折线只有第一段的时间对最小水锤压力有影响，第二段时间没有对此参数产生影响。
图3 相同关闭时间直线关闭和折线关闭 图4 折线关闭规律时不同关闭时间的 规律水泵阀门出口的压力曲线比较 水泵阀门出口的压力曲线比较
3.2.2 不同潮位时关闭规律的比较 在多年平均高潮位4.85m和多年平均低潮位3.93m情况下，不同关闭规律下水泵阀门出口压力，计算结果如表1：
表1 四台泵并联运行，且同时事故断电水泵出口阀关闭规律比较 水泵出口阀门关闭规律 水泵出口节点最大、最小水锤压力 水位
（m） T1 T2 TS Hmax 时刻（s）Hmin 时间（s）
～ ～ 40 18.316 0.0 -3.328 36.264 15 15 30 18.316 0.0 -4.306 15.368 20 20 40 18.316 0.0 -1.647 20.087 多年平均
低潮位 3.93m 20 30 50 18.316 0.0 -1.633 20.087
～ ～ 40 19.236 0.0 -9.690 37.477 15 15 30 19.236 0.0 -3.387 15.368 20 20 40 19.236 0.0 -0.729 20.087 多年平均
高潮位 4.85m 20 30 50 19.236 0.0 -0.715 20.087
T1表示两段折线关闭规律中第一段关闭的时间，T2表示第二段关闭的时间，TS表示水泵
出口阀门采用直线或两段折线关闭规律的总有效时间。 由表1计算结果可知在不同的潮位情况下，水泵出口节点的最大水锤压力均出现在其过渡过程的初始时刻，即四台泵稳定运行工况。而此时水泵出口节点的最小水锤压力则出现的时间不同，在相同的关闭规律下，水泵出口的最小水锤压力在数值上随潮位的降低而下降。在相同的潮位下，在两段折线关闭规律时，随着时间的增加最小压力增加，但当TS＞40 s时，