停泵水锤的计算方法

合集下载

长距离输水管网运行当中水锤计算的必要性

长距离输水管网运行当中水锤计算的必要性

长距离输水管网运行当中水锤计算的必要性摘要:随着我国城镇化的不断推进,城市建迎来了高速发展,涉及到长距离输水的工程项目越来越多,水锤问题越来越受到重视。

水锤对输水管网造成的损害很大,当出现管道破裂时,会加大输水量,影响管网稳定性;若造成大面积停水,则造成的社会影响巨大。

本文从多角度分析了水锤对输水管网危害性,并根据研究结果对现阶段的水锤计算提出了改进建议。

关键词:输水长距离水锤计算1.水锤形成原因水锤是以水锤波的形式表现出来的。

水锤波可以在输水管路中高速(最大可接近声速)传播。

因为输水管道中的水无法再被挤压,当受到水锤波冲击时,增大了输水管道的压力,这就是水锤现象,水锤现象发生时通常还伴有比较大的撞击声。

水锤在输水管网中通常由以下原因产生:(1)阀门正常情况下的启闭和调节,阀门在误操作和异常故障时的启闭。

(2)泵房水泵正常或事故时的启动和停止。

(3)电机叶轮振动不规律。

(4)输水管网被淤泥等异物阻塞。

(5)输水管道中混入空气,形成气团。

(6)外部突然断电,泵房停止工作。

2.水锤的分类在分类之前,先对常用的几个名词做一解释。

Ts :关阀历时,阀门全部闭合所需要的时间;α:水锤波在压力管道中的传播速度;μ:水锤相。

水锤波在管道内穿行一次的时间,即μ=。

(L为管道总长)水锤的具体分类及判别标准见表2.1表2.1水锤的分类3.水锤的破坏性分析在长距离输水管道中,水锤造成的破坏主要有以下三点:(1)水锤会使管道内的压力急剧升高,超过管道的设计压力,对管道的阀门甚至是水泵造成破坏;当水锤压力降低时,输水管网又会产生失稳现象。

(2)如果水泵的反转速度升高超过规定限值,或突然停止反转,会造成水泵电机永久性损害,导致电机转子变形,严重时会使电机联结轴破损,甚至断裂。

(3)水泵倒流时,输水管网的压力降低,供端水量减小,末端水压不足。

为保障末端供水正常,长距离输水管网压力通常较高。

为避免突然关阀造成的损失,在工程设计阶段就需要对水锤进行计算,并采取相应防护措施,避免水锤的发生。

停泵水锤计算案例

停泵水锤计算案例

停泵水锤计算案例想象一下,有这么一个超级简单的供水系统,就像你家院子里自己搞的一个小水泵抽水装置,给小花园浇水的那种。

这个小水泵呢,它以一定的速度把水从一个小水池里抽到一根长长的水管里,这个水管直径假设是5厘米(就这么个方便计算的数哈),长度呢,算它20米吧。

水泵正常工作的时候,水流速度稳定在每秒2米。

这就好比一群小水人儿,排着整齐的队伍,每秒前进2米的速度在水管里行军呢。

现在突然停泵了,就像小水人儿的指挥官突然喊“停”!这时候水锤现象就可能要出现啦。

我们先得算出水管里水的惯性力,这就跟汽车突然刹车,车上的东西因为惯性往前冲是一个道理。

根据一些物理知识(别怕,很简单的),惯性力的公式大概是这样:F = ρ × V × L × a,这里的ρ是水的密度,我们都知道水的密度大概是1000千克每立方米;V就是水管的体积,V = π × (r^2) × L,r是半径,r = 2.5厘米也就是0.025米,L是水管长度20米;a是水的加速度,这个加速度可以根据水流速度的变化和时间来算,假设这个水泵停止的时间特别短,比如0.1秒(就是一瞬间就停了),那加速度a = (2)/(0.1) = 20米每二次方秒。

先算水管体积V = 3.14 × (0.025^2) × 20 = 0.03925立方米。

然后算惯性力F = 1000 × 0.03925 × 20 = 7850牛顿。

这个惯性力就可能导致水锤现象,水锤产生的压力变化也能算个大概。

压力变化的公式是Δ P = ρ × a × Δ L,这里的Δ L可以简单理解为水在那一瞬间因为惯性多走或者少走的距离,我们可以近似看成在0.1秒内按照原来速度走的距离,也就是2 × 0.1 = 0.2米。

那Δ P = 1000 × 20 × 0.2 = 4000帕斯卡。

关于停泵水锤的分析及防护

关于停泵水锤的分析及防护

关于停泵水锤的分析及防护摘要:介绍了停泵水锤的危害及其防护措施,并且介绍了在具体的技术条件下,通过电算法这种水锤计算来正确进行停泵水锤分析、判断停泵水锤危害,从而采取有效地防护措施来消除其危害。

关键词:停泵水锤防护措施特征线法随着城市化建设的进展,各类泵站也日益增多,而如何保证泵站及管路系统安全运行,免遭水锤破坏,越来越重要。

在压力管流中因流速剧烈变化引起动力转换,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,称为水锤现象。

水锤是流体的一种非恒定流动,及液体运动中所有空间点处的一切运动要素(流速、加速度、动水压强、切应力和密度等)不仅随空间位置而变,而且随时间而变。

1. 停泵水锤的危害在安装有离心泵的水泵站中,因突然事故断电或其他原因而突然(开阀)停泵时,则在压水管内首先产生压力下降;随后视流速大小及管路系统情况而产生程度不同的压力上升,即停泵水锤。

泵站中发生水锤事故的现象,较为普遍,其中以地形复杂、高差起伏较大的我国西北、西南地区,尤为突出。

根据以前各地区有记录的水锤事故调查可看出:泵站中多数水锤事故的结果是轻则水管破裂,止回阀的上顶盖或壳体被打坏大量漏水,造成暂时供水中断事故;重则酿成泵站被淹没,泵船沉没等严重事故。

个别的,还因泵站水锤事故,造成冲坏铁路路基、损坏设备、伤及操作人员造成人身伤亡等次生灾害。

在农田灌溉泵站中,常因扬程高、流量及功率较大,故其水锤危害及影响毫不亚于给水工程系统,人们还特别将泵站水锤的危害列为泵站三害(即水锤、泥砂、噪声)之一。

2. 停泵水锤防护措施泵系统中停泵水锤这一水力过渡是由降压开始的。

因此,目前已有多种防护措施来解决这类由降压波的发生与传播开始的水锤升压问题,其出发点多数是建立在对停泵水锤危害的早期防治上并大致可归纳为四种类型:2.1 注水(补水)或注空气(缓冲)稳压,从而控制住系统中的水锤压力振荡,防止了真空和断流空腔再弥合水锤过高的升压。

属于这种类型的有(双向)调压塔、单向调压塔或单向调压(水)池、空气罐以及注空气(缓冲)阀等。

水锤泵计算公式

水锤泵计算公式

水锤泵计算公式
水锤泵计算公式是根据水锤现象以及流体力学原理推导得出的。

水锤现象是指在流体中运动的突然停止或改变方向时,流体产生的压力冲击波导致系统内部产生振荡和压力变化的现象。

在水锤泵系统中,假设管道长度为L,对应的传递时间是t,水锤泵的流量Q,开关阀门的关闭时间为Tc,管道内径为d,管道内壁摩擦阻力系数为f,根据水锤泵系统的计算公式可以得出:
1.水锤泵系统的流速:
v = Q / (π * d^2 / 4)
2.水锤泵系统的传递时间:
t = L / v
3.水锤泵系统的惯性力:
F = (Q * v) / g
4.水锤泵系统的水锤压力:
P = F / (π * d / 2)^2
5.水锤泵系统的水锤冲击压力:
Pc = P * (1 + f)
6.水锤泵系统的关闭时间:
Tc = t + (2 * d * f) / v
这些公式可以帮助工程师和设计师计算水锤泵系统中各种参数的数值,以便合理设计和优化系统结构,避免水锤现象对系统造成的损坏和压力波动。

在实际应用中,可以根据具体情况适当拓展和修正这些公式,考虑更多因素的影响,如管道材料的弹性系数、阻流器的阻尼效果等。

对于水力系统中的水锤问题,还可以利用数值模拟方法,通过计算流体动力学软件模拟流体的运动和压力变化,进一步优化系统设计和运行参数,使得系统更加稳定和可靠。

泵站水锤计算书

泵站水锤计算书

2水泵压水管管长…………………………………………L 压= 《取水输水建筑物丛书:泵站》 (邱传忻 编)δ--管壁厚度,mm。

1)计算平均流速4 计算管道常数2ρ水锤波传播速度计算表2 设计基本资料水泵总扬程……………………………………………… H n =329.00m 管道设计管径………………………………………………D= 管道设计流速………………………………………………V=计算停泵水锤的简易算法(福泽清治) (2)参考资料:《水泵及水泵站》 (王福军 编)1 设计依据及参考资料250mm 0.85m/s (1)设计依据:《泵站设计规范》(GB/T 50265-97) 管道设计流量………………………………………………Q=150.000m³/h 管道设计长度………………………………………………L=9150.000m D--水管的公称直径,mm;6mm3 计算水波传播速度a计算公式:10.0m 管壁厚度………………………………………………… δ= 管道采用的管材为铸铁管则填1;钢管则填2。

水泵压水管流速…………………………………………v 压= 1.64m/s式中 a--水锤波的传播速度,m/s; k--水的弹性模量,k=2.06×109Pa;E--管材弹性模量,Pa。

铸铁管k=9.8×1010Pa;钢管k=20.6×1010Pa; 计算公式:水泵压水管管径…………………………………………D 压=180mm δD E k a ∙+=11435水泵效率………………………………………………… ηn =74.0% 式中: K--水泵的惯性系数,s -1; N n --水泵转速,r/min;P n --水泵轴功率:P n =ρgQ n H n /(1000ηn ),kW; M n --水泵转矩:M n =974P n /N n ,kgf·m; ηn --水泵效率;GD²--机组转动部分的飞轮惯量,N•m²。

阀门关闭规律对电厂循环水系统事故停泵水锤的影响

阀门关闭规律对电厂循环水系统事故停泵水锤的影响

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。

水锤

水锤

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)。

泵系统不同出流方式下的水锤计算分析

泵系统不同出流方式下的水锤计算分析
c lultd h r i t h todo haa trsi s o a mp,i i n wnfo te c l u ain ma n t t rh m me ac ae e en wih t e meh fc r c eitc .F ras mepu t sk o m h ac lto deo hewae a r r (u i hea cde ts t o fpu h ti o a e t h u m e g d dic r e,t o prs u e o hepie ie c n b n— 1 rng t c i n hu d wn o mp t a fc mp r d wih t e s b r e s hag hef w e s r ft p ln a e i l
泵 系统在 自由出流 方式与 淹没 出流方 式 的水 力过 渡过
程 进行计 算分 析 。
2 泵站基 本资料
某泵 站安 装 l 2台 离 心 泵 ,每 3台水 泵 为 一 组 , 构成 1 泵系统 ,泵 站共 由 4个泵 系统 组成 。每个 泵 个
系统 由 3台水 泵采 取 “ 管 三机 ” 合 输 水 方 式 ,每 一 联 台泵 出水 支管上 安装 一只 液控蝶 阀 。
l p v le o i—n e av r o e e s r o b nsal d i ump s se fa av ra ril tv lea e n tn c s ay t e i tle n p y t m.Ho v r lr n r ywi e ls y t r eo tlw we e ,no ee e g l b o tb hefe ufo l
写 自由出流下 出水管 出 口断 面节点 方程 。 泵系统 自由出流 时 出水 管 出 口断面 以上为 自由出
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

停泵水锤计算及其防护措施停泵水锤是水锤现象中的一种,是指水泵机组因突然断电或其他原因而造成的开阀状态下突然停车时,在水泵及管路系统中,因流速突然变化而引起的一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。

一般情况下停泵水锤最为严重,其对泵房和管路的安全有极大的威胁,国内有几座水泵房曾发生停泵水锤而导致泵房淹没或管路破裂的重大事故。

停泵水锤值的大小与泵房中水泵和输水管路的具体情况有关。

在泵房和输水管路设计时应考虑可能发生的水锤情况,并采取相应的防范措施避免水锤的发生,或将水锤的影响控制在允许范围内。

我院在综合国内外关于水锤的最新科研成果并结合多年工程实践的经验,以特征线法为基础开发了水锤计算程序。

这一程序可较好地模拟各种工况条件下水泵及输水管路系统的水锤状况,为高扬程长距离输水工程提供设计依据。

1 停泵水锤的计算原理停泵水锤的计算有多种方法:图解法、数解法和电算法。

其基本原理是按照弹性水柱理论,建立水锤过程的运动方程和连续方程,这两个方程是双曲线族偏微分方程。

运动方程式为:连续方程式为:式中H ——管中某点的水头V——管内流速a——水锤波传播速度x——管路中某点坐标g——重力加速度t——时间f——管路摩阻系数D——管径通过简化求解得到水锤分析计算的最重要的基础方程:H-H0=F(t-x/a)+F(t+x/a) (3)V-V0=g/a×F(t-x/a)-g/a×F(t+x/a) (4)式中F(t-x/a)——直接波F(t+x/a)——反射波在波动学中,直接波和反射波的传播在坐标轴(H,V)中的表现形式为射线,即特征线。

它表示管路中某两点处在水锤过程中各自相应时刻的水头H与流速V之间的相互关系。

为了方便计算机的计算,将上述方程组变换为水头平衡方程和转速改变方程,即成事故停泵时水泵的两个边界条件方程式:F1=PM-BQv+H n(β2+v2)(A0+A1x)-ΔH0v2/(τ2)=0 (5)F2=(β2+v2)(B0+B1x)+m0-C3(β0-β)=0 (6)式中β——N/N n(实际转速/额定转速)v——Q/Q n(实际流量/额定流量)通过上述两式的联立,采用牛顿—莱福生迭代公式,可以解出v和β的近似数值。

将水泵的全面性能曲线改造为仅与转速和流速有关的全面性能曲线,以便计算机在解方程时取值,即:WH(x)=h/(β2+v2) (7)WM(x)=m/(β2+v2) (8)式中h——H/H n(实际扬程/额定扬程)m——M/M n(实际转矩/额定转矩)现行的水锤计算方法就是基于上述原理。

2 几种边界条件下水锤工况的模拟结果根据我国南方某城市取水泵房的水泵及输水管线的实际情况,采用计算机程序模拟水锤情况如下(均按最低枯水位计算):基本情况:水泵机组:Q n=5 000 m3/h,H n=55 m,N n=741 r/min,N s=132.4,GD2=874.7 kg.m2,M n=932.72 kg.m,近期单台运行,远期两台运行。

输水管线:DN=1 400 mm,L=5 750 m,几何扬程:35 m(近期),45 m(远期)。

泵房和输水管线如图1所示:2.1 假设为有阀管路停泵水锤①普通止回阀普通止回阀管路停泵水锤计算结果如表1所示。

表1 普通止回阀管路停泵水锤计算结果运行条件泵出口处最大压力值(kPa)当加大水泵机组转动惯量适当的倍数时,泵出口处最大压力值(kPa)两台水泵并联运行1 536(156.7 m)830(84.68 m)一台水892 617(63.0 m)表1中所列数据为假设水泵出口处的流速为零时阀门即刻关闭所产生的水锤压力值。

实际工况中,阀门关闭总要一段时间,因此实际水锤值将与表中所列数据有出入。

根据计算机模拟结果,如果在此条件下适当增加水泵机组的转动惯量可以将水锤压力值明显降低。

②缓闭止回阀缓闭止回阀管路停泵水锤计算结果如表2所示。

经过计算机模拟,当关阀时间和快慢组合与最佳模拟条件不同时,泵前最大压力值都将有所增加。

因此一个装有两阶段关闭阀门的输水系统,其阀门的操作过程应经过计算确定,并应在试运行中调整。

此种设备定货时应向制造厂提出具体的技术要求(快、慢关闭时间及可调性)。

③管路发生断流停泵水锤(即弥合水锤)此泵房出水管在穿越大堤处(距泵出口40 m)形成了驼峰,经计算,此处将发生弥合水锤。

实际观测与计算机模拟的结果相近,计算机模拟结果如表3所示。

从表3得知,当管路中发生断流的停泵水锤(即弥合水锤)时,水锤值很大,达到几何扬程的4倍以上,必须引起高度重视。

2.2 结论性意见停泵水锤的大小主要与泵房的几何扬程有关, 当几何扬程≥30 m,其各种工况下的最大水锤压力值(H max)与几何扬程(H o)的比值,水泵最大逆转转速βmax与额定转速βn的比值分别列入表4。

为了避免停泵水锤的危害,可在如下方面采取措施:①对于无逆止阀的管路系统这种停泵水锤的情况并不严重,最大的水锤值为几何扬程的1.40倍左右,须注意的是水泵机组倒转和水大量倒流造成的损失和危害。

一般情况下,无逆止阀管路主要应避免水泵机组的长时间过度倒转,以防水泵轴套松脱和机组共振。

通过计算程序模拟有如下规律:输水距离在1.2~5.0 km范围,管线愈长,停泵水锤值愈大,水泵机组倒转愈严重。

管线长度超过5.0 km,长度继续增加对水锤值影响较小。

几何扬程增高,最大水锤值和水泵机组倒转值均有增加,当几何扬程>50 m时,水泵机组倒转值将持续超过额定正转速(βmax/βn≤-1.0),超过规范的允许范围。

在这种情况下应与水泵制造厂联系采取相应的技术措施以确保水泵在倒转运行工况下安全。

对于无逆止阀管路选用转矩(Mn)较小、转动惯量(GD2)较大的水泵机组将有利于改善停泵水锤发生时的水泵和管路工况,推迟水泵的倒转,降低倒转值。

②对于装有普通止回阀的管路系统这种停泵水锤的情况较为严重,最大的水锤值为几何扬程的1.90倍左右。

输水距离在1.2~5.0 km范围时,管线愈长, 停泵水锤值愈大。

管线长度超过5.0 km,长度继续增加对上述参数影响较小。

几何扬程增高,停泵水锤值也愈大。

对于取水泵房,若条件许可(输水管路较短,水泵允许短时间倒转),可取消普通逆止阀。

如果采用了普通逆止阀,则水泵机组、管路配件和管路系统的耐压等级和稳定性均应考虑最大水锤压力值。

③对于装有缓闭逆止阀的管路系统缓闭逆止阀对于降低停泵水锤有明显效果。

缓闭逆止阀的使用应结合具体情况,快慢两个阶段的关阀历时应根据泵房水泵性能和输水管路的边界条件进行计算机模拟,得出最佳的理论时间组合,并在试验运行中调整,以期获得最佳关阀历时和快慢两个阶段的关阀历时的分配。

如果关阀时间长于或短于最佳关阀历时或快慢两个阶段的关阀历时采用不当,均会导致产生很大的水锤压力值。

计算机模拟结果表明:调整理想的缓闭逆止阀管路的停泵水锤值可控制为几何扬程的1.45倍左右,而非理想状况下的缓闭逆止阀管路的最大停泵水锤值可达几何扬程的2.5~2.8倍。

此外,快慢两个阶段的关阀历时的选用也是很有讲究的,一般要求停泵后5 s内应关闭阀门的80%以上。

若整个关阀历程是匀速的也会导致产生较大的水锤压力,模拟结果如表5。

④普通逆止阀管路中有弥合水锤发生在输水管路布线时应尽量避免纵坡的突然变化,特别要防止出现“驼峰或膝部”,否则可能导致发生弥合水锤,而弥合水锤的最大压力值为几何扬程的3~5 倍,其对泵房和输水管路系统将产生极大的危害。

一般情况下,驼峰出现处的高程为几何扬程的30%~80%时最为不利(水锤值最大)。

根据模拟运算,当几何扬程在25 m以上且管路中一定的高程位置存在“驼峰或膝部”,其最大弥合水锤值将超过980 kPa(100 m水柱)。

对于弥合水锤不可避免的情况(已经建成的输水系统中存在驼峰),则应采取工程技术措施进行水锤防护。

3 停泵水锤防护措施由于停泵水锤可能导致泵站和输水系统发生严重事故(如泵房内设备或管道破裂导致泵房淹没,输水管破裂导致沿途房屋渍水),因此有必要根据具体情况采取相应的措施来消除停泵水锤或消减水锤压力。

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。

②输水管线布置时应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变。

③通过模拟计算,选用转动惯量GD2较大的水泵机组或加装有足够惯性的飞轮,可在一定程度上降低水锤值。

④设置水锤消除装置a. 双向调压塔:在泵站附近或管道的适当位置修建,双向调压塔的水面高度应高于输水管道终点接收水池的水面高度并考虑沿管道的水头损失。

调压塔将随着管路中的压力变化向管道补水或泄掉管路中的过高压力,从而有效地避免或降低水锤压力。

这种方式工作安全可靠,但其应用受到泵站压力和周边地形的限制。

b. 单向调压塔:在泵站附近或管道的适当位置修建,单向调压塔的高度低于该处的管道压力。

当管道内压力低于塔内水位时,调压塔向管道补水,防止水柱拉断,避免弥合水锤。

但其对停泵水锤以外的水锤如关阀水锤的降压作用有限。

此外单向调压塔采用的单向阀的性能要绝对可靠,一旦该阀门失灵,可能导致发生较大的水锤。

c. 气压罐:国内使用经验不多,在国外(英国)使用较广泛。

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,其作用与双向调压塔类似。

d. 水锤消除器:80 年代以前曾经广为采用。

它安装于止回阀附近,管道中的水锤压力通过开启的水锤消除器泄掉。

某些水锤消除器无自动复位功能,容易因误操作导致发生水锤。

e. 缓闭止回阀:有重锤式和蓄能式两种。

这种阀门可以根据需要在一定范围内对阀门关闭时间进行调整。

一般在停电后3~7 s内阀门关闭70%~80%,剩余20%~30%的关闭时间则根据水泵和管路的情况调节,一般在10~30 s范围。

可以利用计算机模拟最佳时间,并现场调试确定。

值得注意的是,当管路中存在驼峰而发生弥合水锤时,缓闭止回阀的作用就十分有限。

相关文档
最新文档