一起停泵水锤事故分析及其防止(最新版)
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一起停泵水锤事故分析及其防止(最新版)
Safety is the prerequisite for enterprise production, and production is the guarantee of
efficiency. Pay attention to safety at all times. 机械安全论文 | Machinery Safety Papers
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第 1 页 一起停泵水锤事故分析及其防止(最新版)
摘要:结合银山前区热电工程循环水泵房水锤破坏事故,介绍了水锤的危害及其防止,重点介绍了多功能水泵控制阀的水锤防护过程。
关键词:停泵水锤危害防止多功能水泵控制阀
1停泵水锤及其危害
银前区热电工程循环水泵房6台60032T循环水泵出口止回阀采用ZDFQ807YX-1,DN800液力自动止回阀,在试车过程中,该止回阀不能实现缓闭,巨大的停泵水锤对水泵和管路造成严重损害。2005年9月17日,1#、5#循环泵在停泵过程中,先后由于停泵水锤而遭到严重损害,具体表现是:(1)水泵基础出现裂缝;(2)联轴器分别出现3mm和8mm错位,弹性垫圈严重磨损。 导语:安全是企业生产的前提,生产又是效益的保障。谈到效益,我们总是想到利润、成本、资金、节支等字眼,很少有人想到安全。安全与生产、效益是密不可分的,时时刻刻都要注意安全。 机械安全论文 | Machinery Safety Papers
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第 2 页 水锤是指在有压管路中,由于流速的剧烈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。水锤引起的压强升高,可达管道正常工作压强的几倍,甚至数十倍。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。据调查,全国各地区都曾发生过停泵水锤事故,有记录的在200次以上。一般的事故造成“跑水”、停水;严重的事故造成泵房被淹,有的还引起冲毁铁路等次生灾害,还有的设备被打坏,伤及操作人员,甚至造成伤亡事故。
2发生停泵水锤的主要原因
停泵水锤大多是由于电力系统故障或水泵机组机械故障导致水泵机组突然停运,造成开阀停车时,在水泵管路中水流速度发生递变而引起压力递变。近年来,自动化程度不断提高,水泵的启停往往实现了远程操作,由于自动化部件故障、电动阀故障、液力自动阀故障等引起的停泵水锤现象出现的概率大大增加。
压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机械安全论文 | Machinery Safety Papers
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第 3 页 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。而且水泵机组惯性越小,供水地形高差越大时,压力升高越大。
分析银山前区热电工程循环水泵房的停泵水锤事故,主要有以下两个原因:一是当时是在试生产阶段,有两台机组运行,一台机组调试,因此,在机组停运时,水流的惯性极小,而管网压力很大(0.35MPa),形成的水锤也就非常大。二是出口液力自动阀的功能应是首先迅速关闭60%,然后缓慢关闭;但由于其结构上的缺陷,缓闭液压缸不能发挥应有的作用;当停泵时,在管网压力作用下,液力自动阀快速关闭,使水锤的作用进一步放大,从而使水泵机组遭到破坏。
3防止水锤的主要措施
从水泵及其管路方面考虑,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,也有的设计基于止回阀快速关闭带来的严重损害,直接取消止回阀,使回水回流至吸水机械安全论文 | Machinery Safety Papers
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第 4 页 井,降低停泵水锤的压力。
但由于水锤消除器和缓冲气缸在安装和使用上都有其局限性和不利因素,因而使用不多;而取消止回阀可因倒回水流冲击泵倒转,引发轴套退扣等诸多问题。为有效地减小和消除水锤事故带来的危害,近年来一种多功能水泵控制阀逐渐被推广开来。
多功能水泵控制阀是一种新型的水力控制阀门,一阀可同时替代现行水泵压水管上的电动蝶(闸)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,即两阶段关闭过程,有效地防止水锤事故的产生。
基于以上原因,作者提出了将ZDFQ807YX-1型液力自动止回阀更换为JD745X-10型多功能水泵控制阀的建议。现6只阀门已投入使用,在调解阀开度在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。
4多功能水泵控制阀的水锤防护过程 机械安全论文 | Machinery Safety Papers
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第 5 页 水泵启动前,阀门出口端压力作用在主阀板上,主阀板处于关闭位置,同时膜片控制器的上腔连通压力水,下腔则与阀门进口端的低压相通。水泵启动后,阀门进口压力逐渐升高,同时压力水通过阀门进口端的连接管线缓慢进入膜片控制器下腔,实现主阀板的缓慢开启,开启速度可通过控制阀进行调节。水泵(事故)停机时,阀门进口的压力降低(见图1),当接近零流量时,主阀板在自身重力作用下迅速关闭。因阀门进口端压力降低(阀门出口端的压力水通过连接管进入膜片控制器上腔),下腔水通过阀门进口端的连接管压回至阀门进口端,缓闭阀板缓慢关闭,慢关时间可通过控制阀进行调节。主阀板的速闭和缓闭阀板的缓闭符合给水系统的两阶段关闭规律,因此能有效地削减水锤压力峰值。
附件设计:微止回阀的作用是保证阀门开启的时间大于电机启动时间,使电机轻载启动;阀门开启时间可根据现场工况压力设定。控制阀可调节进出膜片控制器上下腔的水流速度,从而调节缓闭时间;在水泵正常运行时也可手动操作该阀来启闭阀门。 机械安全论文 | Machinery Safety Papers
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第 6 页 多功能水泵控制阀主阀板的开启是由管道中的水流冲击力大小决定的,流速高时主阀板开启度大,流速减小时阀板开启度小;流速接近于零时,主阀板关闭。整个过程与消除水锤的两阶段关闭原理相吻合,因此消除水锤效果很好。多功能水泵控制阀缓闭阀板的关闭,是在膜片式控制器上下腔形成压力差后方能实现,即主阀板关闭后,缓闭阀板方能关闭,因此不会出现缓闭与速闭同步的现象。
参考文献
[1]黄靖,谢水波.多功能水泵控制阀的水锤防护特性及应用.给水排水,2002,(5).
[2]严煦世.给水排水工程快速设计手册(1)给水工程.北京:中国建筑工业出版社,1995.
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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
(1)水锤产生的原因及危害
序号 水锤产生原因分析 水锤危害分析
1 阀门快速关闭 当打开的阀门突然关闭,由于管壁光滑,后续水流在惯性的作用下,迅速达到最大,并产生破坏力,即产生正水锤,危害较大。
2 阀门快速打开 当关闭的阀门突然打开,由于流速迅速增大,同样也会产生破坏力,即产生负水锤,危害相对较小。
3 水泵突然停止 由于操作不当或是突然停电造成紧急停泵,当水泵紧急关闭时,水泵的惯性制动快于系统中水流的减速,大量高速的水流由于惯性继续在管内流动,造成严重的水锤,危害较大。
4 水泵快速启动 水泵启动时,在很短的时间即可达到额定转速,管道内的流量则从零迅速达到额定流量,流量的急剧变化将引起管道内压强过压或过低的冲击,造成水锤,危害相对较小。
5 排气阀设置不合理 由于各系统管道排气阀设置位置不当,排气阀选型不合理,设置数量不足,管内空气无法及时排除而形成气阻,造成水流波动,逐渐形成气囊,不断被压缩、扩张,被压缩后所产生的压强,会造成巨大的破坏力。
6 固定支架设置不合理 由于管道支架设置间距过大,固定支架过少,管道与支架间固定不牢靠,造成管道震荡,配件损坏。
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。
供水管道系统水锤分析及防护措施
供水管道系统水锤分析及防护措施
摘要:水锤现象是引发城市供水系统设备损坏以及管道破裂的根本原因之一,对于水锤现象的防护一直都是供水管道系统设计与建设需要考虑的重点问题。本文作者根据自身研究水锤现象多年的实际经验,对供水管道系统水锤分析及防护措施展开了深入的调研与分析,并给出有效的防护措施,希望能对相关行业起到一定的促进作用。
关键词:供水管道;水锤分析;防护措施
引言:
在进行水锤防护措施的分析时,首先应该对于供水管道系统水锤现象入手,找到水锤现象发生的具体原因,根据不同原因针对性设置对应的水锤防护措施,进而使水锤现象能够得到有效的控制,提升供水管道系统的安全性与稳定性。
一、供水管道系统水锤现象的分析
在供水管道系统运行的过程之中,如果出现了不可预测性的停电现象,或者给水阀门的关闭速度过快时,就会由于水流压力的惯性产生一道非常猛烈的水流冲击波,该冲击波产生而发出的声音类似于锤子在进行敲打的声音,这就是我们所说的水锤现象。水锤现象产生的应力极大,有时候有着很强的破坏力,严重时甚至会破坏供水系统的阀门或者水泵。水锤效应是指水在供水管道的内部,由于供水管道内壁过于光滑,所以水流较为自如,而当管道阀门突然关闭时,水流的流动会发生方向性的紊乱,从而产生内部应力,对于阀门会产生一个压力,由于供水管网的内壁过于光滑,水流在惯性的作用下应力迅速达到最大化,从而产生了强大的破坏作用,这种破坏作用在流体力学之中被称为水锤效应,也就是我们常说的正水锤。在进行供水管网供水管道的建设之中,必须要考虑到水流的水锤现象。与正水锤相对的是负水锤,是因为关闭后的阀门突然打开而造成的水锤现象,这种水锤现象与正水锤现象相比破坏力较小,但也存在着一定的破坏力。如果供水管道系统的电动机组突然启动,也会引发压力的冲击现象以及水锤效应,这种压力增大而产生的冲击波会沿着管道进行传播,非常容易造成管道内部的压力超过负荷,导致管道碎裂以及供水设备的损坏现象,因此,在供水管道系统的修建之中,对于水锤效应的防护也就成为了关键性技术之一[1]。
大管径输水管的水锤灾害形成原因和预防措施
大管径输水管的水锤灾害形成原因和预防措施
发表时间:2019-11-18T10:22:10.900Z 来源:《基层建设》2019年第24期 作者: 于萧
[导读] 摘要:水锤防护不利是影响企业经济效益的重要因素,因此需加强对输水管道安全问题的重视,加大大管径输水管路的水锤防护措施力度。
乌鲁木齐水业建设投资有限公司 新疆乌鲁木齐 830000
摘要:水锤防护不利是影响企业经济效益的重要因素,因此需加强对输水管道安全问题的重视,加大大管径输水管路的水锤防护措施力度。
关键词:大管径 输水管路 水锤灾害 成因 预防措施
1 水锤危害与成因分析
1.1 水锤成因
水锤成因主要有以下几点:阀门突然启动或关闭;水泵机组突然停止或启动;单管向高处输水;输水管路中水流速度过快;输水管道较长,同时地形变化较大。
1.2 水锤危害分析
在输水管路出现水锤灾害时,压强将不断增高,可能达到输水管路正常工作压强的几十倍。压强波动较大,将造成以下危害:输水管道振动剧烈,管道接头断裂,阀门损坏,甚至会出现管道爆裂的情况,影响供水系统的稳定运行;水泵反转,泵房设备或管道破损,严重
的甚至会淹没泵房。
2 水锤灾害预防措施
2.1 开(关)阀水锤预防措施
开关水锤可以分为直接水锤与间接水锤两种,我们可以通过延长开阀与闭阀时间避免管路出现直接水锤灾害;为降低水泵出口的压力,我们需在阀门关闭到 15~30%时关闭离心泵、混流泵,延长阀门使用寿命。一般抽流泵不需在水泵出口设置阀门。
2.2 启泵水锤预防措施
为避免管路出现启泵水锤灾害,需要先排出管道中的空气,直至管道中充满水后才可开启水泵。在长距离、大管径输水管道的隆起处均需配置自动排水阀或充水设备;在必须空管启动水泵时,为避免管路出现启泵水锤灾害,我们可采取分阶段开阀启泵的方法:首先,把
水泵出口处阀门打开一部分,管路上的其它阀门需全部打开;然后,开启水泵,在管道中充满水之后将水泵出口处阀门打开至规定角度。
压力管道中水锤现象及其防止问题
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现象。
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多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施
多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施
摘要:我国水资源相对贫乏,且分布极不平衡,今后随着城市化、工业、农业的发展,将更加注重水资源的合理配置。水锤是指水泵突然停止或开启导致水的流速变化而造成的压强大幅度波动的现象,而停泵水锤往往会对生产造成巨大的影响,严重的还会对安全造成重大的威胁。随着南水北调和引汉济渭工程的顺利实施,我国将会实施越来越多的水资源优化工程。关键词:多分水口;长距离输水;停泵水锤;防护措施
引言
目前,计算水锤的方法主要有图解法、解析法和电法。其中,电算法以运动方程和连续方程为基础,采用微分方法求解积分问题。在电算法中,最常用的是特征线法和波特征法。特征线方法是一种比较常用的方法,它具有清晰的物理概念,能够对复杂的边界条件进行求解,能够满足数值求解的要求。
1.案例分析
某大型供水工程输水线路从泵站提水至末端净水厂结束,管路总长106.46km,泵站取水口至1号分水口输水管径为DN2000,管壁厚度为300mm;1号分水口至2号分水口段输水管径为DN1800,管壁厚度为280mm;3号分水口至末端输水管径为DN1600,管壁厚度为250mm。管材均为预应力钢筒混凝土管(PCCP),糙率为0.012。总输水流量为3.07m³/s,沿线共有七个分水口。泵站共设5台DFSS600-13/6型卧式离心泵,单泵转速为945r/min,运行流量为0.7675m³/s,设计扬程为40.75m,站前最低、设计及最高运行水位分别为210.8m、212.05m和219.97m。输水线路过长除了会造成日常检修维护困难外,还会在事故发生时由于响应迟缓导致管道及其他部件遭受严重破坏,因此为了确保安全运行通常需要采取多重水锤防护措施进行管道防护。
1.1.抽水断电无保护过渡过程的计算
输水系统在实际运行期间有多种运行工况,不同工况下工程沿线的测压管水头和内水压力都有较大的不同,最危险工况为泵站工作水泵同时抽水断电且泵站取水口水位为最低运行水位,因为此时水泵扬程最高,发生停泵事故泵后产生的压降最大。对4台水泵并联运行(最危险工况)进行停泵水锤分析,在不设置防护措施水泵的情况下发生抽水断电事故时,供水管道多处出现最小压力低于汽化压力现象。若不设置水锤防护措施,水体将发生汽化,容易导致弥合水锤事故,危害系统安全,因此必须采取防护措施。
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。
停泵水锤计算及其防护措施
摘要:简要介绍了停泵水锤的计算依据,并采用计算机软件模拟实际工程的停泵水锤工作情况。根据多项工程的实测和计算机模拟结果,提出了泵房和输水管线设计中应注意的问题以及停泵水锤的防护措施。 关键词:停泵水锤 计算 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[!--empirenews.page--]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 Hn(β2 v2)(A0 A1x)-ΔH0v2/(τ2)=0 (5) F2=(β2 v2)(B0 B1x) m0-C3(β0-β)=0 (6) 式中 β——N/Nn(实际转速/额定转速) v——Q/Qn(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/Hn(实际扬程/额定扬程) m——M/Mn(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:Qn=5 000 m3/h,Hn=55 m,Nn=741 r/min,Ns=132.4,GD2=874.7
案例解析如何解决水锤问题
案例解析如何解决水锤问题
案例解析如何解决水锤问题
水锤效应,在有压力管路中,由于某种外界原因(如阀门突然关闭、水泵机组突然停车)使水的流速突然发生变化,从而引起水击,这种水力现象称为水击或水锤。本文将分析案例,带给你一些解决水锤现象的办法,并通过系统性的经验分享,帮你强化技术基本功,成为工程上解决问题的高手。
01要小心,水锤发生常见场景
1 阀门关闭太快的情况下,后续水流在惯性的作用下,迅速达到最大,并产生破坏作用,这就是流体力学当中的“水锤效应”,也就是正水锤。
2 关闭的阀门又突然打开后,也会产生水锤,叫负水锤,也有一定的破坏力,但没有前者大。
3 电动水泵机组突然停电或启动时,同样也会引起压力的冲击和水锤效应,冲击波沿管道传播,极易导致管道局部超压而造成管道破裂、损坏设备等。
4 输水管道过长,高差过大,管道中水流速度过大等。
02要重视,水锤现象的危害水锤引起的局部压强升高,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 压强过低又会导致管道的瘪塌,还会损坏阀门和固定件;
4 引起水泵反转,破坏泵房内设备,严重的造成泵房淹没等事故,影响生产和生活。在膜项目中,严重时会将膜元件击的粉碎,带来不可恢复的损失。所以,解决水锤效应的方案、防护成为水处理工程中关键性的工艺技术之一。 03要学习,从案例看解决办法案例:在某项目现场,由于现场空间问题,超滤膜水平安装。经常出现两端开裂,渗漏等多种问题。
最终原因:发现是开泵开阀瞬间排气不净,产生水锤和气锤造成。解决方案:每个端盖加装了排气阀,进水阀门从气动改电动慢开阀门。
总结“水锤现象”的解决办法,要注意“防范在先、预防为主”,一般措施有:1 高压泵采用软启动方式避免,如降压启动、变频调速启动、带自动控制器的串电阻启动。
泵站停泵水锤的分析及危害有哪些?
泵站停泵水锤的分析及危害有哪些?
由于压头管路中流速的急剧变化,引起管路中水流压头急剧升高或减低的水力冲击状况称为水锤状况或水击状况。低转速离心水泵泵站水锤有启用水锤、关阀水锤与停泵水锤。只要按照正确的操控程序启用泵,不至于引起导致危害的启用水锤,只是在空管状况下、当管中气体不可以及时排出而被压缩时才会加剧水流压头的变化。关阀水锤在正确操控时也不会引起过大的水锤压头。而由于突然停电或误操控导致的事故停泵所发生的泵站水锤往往数值较大,通常可达正确压头的一、5?4倍或更大,破坏性强,常导致意外事故。因而,对泵站水锤务必认真分析,并进行核算,以便采取必要的防护工作。
一、停泵水锤分析
管路上无止回阀的停泵水锤,管路上无止回阀的停泵水锤流程分三个阶段。泵工况。当动力突然中断后,由于机组与水流的惯性用处,机组仍然维持正转,水流仍然按正确流动方向流动。但正转转速逐渐减小,流速与泵流量也逐渐减小,压头减低。通常状况下,机组惯性较大时,当水流受管壁的摩阻与重力的用处停止流动时,机组仍然减速正转。这一阶段,从动力突然中断启到管内水流完全停止正向流动【即Q=0)为止。
制动工况。瞬态静止的水,在重力与静水头的用处下,开始倒流。倒流水对正转的转子起制动用处,使机组转速继续减低。当正转转子的能量耗尽时,泵停止正转。由于倒流水受到正转叶轮的阻力,泵与管路中水压头开始回升,这一阶段从水开始倒流【即Q=0)起,到泵停止正转(即转速n=0)止。
水轮机工况。在倒流水的用处下,泵开始反转,并逐渐加快,泵中水压也不断升高。倒流泵流量很快达极限值,反转转速也因而上升。随着叶轮转速的升髙,势必挟带水-起转动,阻止水流下泄。反而使倒流泵流量有所减低,使管路中压头增至极限值,相应地转速也满足极限值。随后,由于倒流泵流量继续减少,因而反转转速略有减低,最后机组在平稳的转速与泵流量下运作。由于这时的机组受到倒流水的用处,在无任何负载的状况下空运转,所以这一平稳的转速叫飞逸转速。
水锤撞击渗漏泵的原因分析和故障处理
水锤撞击渗漏泵的原因分析和故障处理① 郝临景 (北京十三陵蓄能电厂 北京 1 02200) 工程技术
摘 要:渗漏拂水泵在停泵时由于水锤撞击,造成多台次故障,埋下了水淹厂房的事故臆惠。通过分析可以得出结论:水泵在恒定直 羲的下,依靠泵控阁水压麓闭方式和软启动器的减速力矩斜坡均不能有效消除水锤,只有通过电控关闭泵控阀的方式可以解决。 关键词:水锤 渗漏排水秉统 泵控阀 软启动器 中图分类号:TH11 2 文献标识码:A 文章编号:16 72--3791(201 O)09(b)-O070--0l 1简介 1.1水锤 水输送过程中,由于水泵突然停车,使 流速发生突然变化,同时压强产生大幅度波 动的现象。由水锤产生的瞬时压强可达管道 中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍,可 以破坏管道、水泵、阀闭,’并gf起水泵反转。 1.2电厂渗漏排水系统 作用是将地下厂房的岩体渗漏水、机组 排水汇集到集水井中,再由排水泵抽到厂外。 这是一套不能停运的系统,其故障会导致水 淹厂房的事故。由于排水泵出[El至调压井出 口高程差是80m,长距离、高落差的排水管路 极易引发水锤。 1.3泵控阀 以色列生产的740S型泵控阀门安装在 水泵出1:3,采用管路水压进行缓闭的工作 方式,依靠水压的变化,自动调整开关时 间,减小水锤冲击。 1.4电机软启动器的停车方式 通过转矩控制减速。这种停机方式可以 用于液压瞬变的阻力,以便显著减弱水锤。 具体的说:停车时,三相晶闸管降低电 压,从而减小转矩,转速在负载阻力下逐渐 降低,达到软停车的目的。 2故障现象 渗漏排水泵在停泵过程中,出口压力 下降缓慢,电机先干泵控阀关闭,水流流速 瞬时将为0,巨大的水锤撞击在水泵本体 上,使水泵反转。现已经迫使一台渗漏排水 泵停运,另有两台渗漏泵受到不同程度的 损伤,交替作解体检查。由于渗漏泵受损, 导致渗漏排水系统带病运行,埋下水淹厂 房的事故隐患。 3原因分析 设想从两个角度分析,如果泵出口的 泵控阀可以先于电机关闭,那么水锤不会 撞击在泵体上;如果电机可以均匀降低转 矩,那么流速不会发生突然变化,水锤也就 不会发生。沿着这个思路展开分析。 3.1渗漏排水泵修后出口压力上升,泵控阀 关闭时间减缓 3。2电机软启动器停车方式不能均匀降低 转矩 3.2.1电机的转矩变化曲线对比 理想的力矩变化曲线应该是一条下降 的减速力矩斜坡,在受控减速过程结束时, 力矩已经降到40%~2O%。 然而通过试验发现,实际的力矩变化 曲线是非线性的,在受控减速阶段ls~l 5s 内,力矩降到70%,但是在最后2s快速降到 0,加剧了水锤的发生。 3.2.2理想和实际的力矩曲线不一致 的原因分析 三相异步电动机的电磁转矩与电源电压 的平方成正比,电机停车时电压下降,转子输 出转矩也要下降,只要所带负载不变,其转速 必然要降低,转差率s增加,转子回路感应电 动势升高,电流上升,通过磁路耦合,定子感 应电流也相应增加,此时转子输出电磁转矩 因感应电流增加而增加,和电压降低前基本
