消除长距离输水管道水锤压力措施

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1、消除长距离输水管道水锤压力措施　　【摘要】本文通过对水锤发生的原因和分类进行分析，进一步研究水锤发生的不利影响，并提出了相应的消除水锤的措施，对实际的输水工作具有指导意义。【关键词】长距离输水管道水锤压力消除措施中图分类号：TV211.1文献标识码：A文章编号：前言由于我国水资源的分布不均，尤其北方地区，水资源的匮乏，已经严重影响到人们的正常生产和生活，而且不能满足经济的快速发展和人们生活水平的提高对水的需求。因此，需要进行长线的输水工作，缓解供水的矛盾。南水北调就是其中最具代表性的输水工程。管道输水工作具有成本低，对环境条件要求低，而且方便快捷，方便管理的显著特点，得到了广泛的

2、使用。在长距离的输水过程中，管道内部产生水击，造成流速发生变化，这就是我们俗称的水锤。水锤的产生，对输水工作会造成一定的影响，本文将详细进行分析。二、水锤发生的成因和表现形式1、水锤发生的原因(1)在启泵、停泵、使用闭阀门或改变水泵转速、叶片角度调节流量时，尤其当快速操作、水流速度产生剧烈变化的时候。7(2)事故停泵，也就是指工作中的突发事故致使水泵动力突然中断而造成停泵。多发生的是配电的系统故障、人员误操作以及雷击等情况下造成的突然停泵。2、水锤破坏主要的表现形式(1)水锤压力过高或者过低，都会给输水管道带来不利影响，压力过高，就会引发水泵、阀门和管道的破坏；水锤压力过低，会造

3、成管道因失稳而受到破坏。(2)水泵反转速过高突然停止或者在反转过程再次启动电动机，就会使电动机转子永久变形，水泵机组部件损坏。(3)水泵倒流量过大，使管网的压力降低，水量过小进而使正常的供水受到影响。三、水锤计算目的在输水过程中，加强对水锤的预防首先是要对水锤有清晰的认识，可以通过计算的方式，具有以下几个目的：(1)提供最大水锤压力上升值△Hoax，以便进行泵壳、管道、支墩的强度计算，对选配管道、阀件提供指导。(2)提供管道沿线各主要点，如水泵出口(或出水阀门、逆止阀)、管道中点、管道隆起点的最大降压值△Hoax，以便复核管道的稳定性。(3)提供水泵机组在工作制动工况、水轮机工况

4、运行时，可能出现的最大倒流量，最大反转速，是否满足设计标准或者规定的相关要求。7四、使用管道水锤防护措施的必要性在输水的管道经常会出现局部凸起和变坡的现象。一旦发生事故造成停泵，在这些凸起部位中的水体首先就被汽化，进而造成管道和水力机械的气蚀，形成“水柱分离”。一旦水柱重新弥合，就会形成“弥合水锤”，压迫管道压力迅速上升。情况严重的就会发生爆管现象，不但使管道和泵站建筑物受到很大程度的破坏，更有可能危害到供水沿线人民的生命和财产的安全。因此，在设计中就必须要考虑在管道中适当增加调压措施，有效地防止水柱分离造成的的严重破坏。五、水锤的防护措施1、沿线管道纵向设计的水锤防护只要是通过

5、压力方式进行输水的管道就必然会存在水锤，在长距离输水工程中必须充分的认识到水柱弥合水锤的危害。在长距离输水管道中，经常会发生流速变化的情况，当管道中的水流速度变化的时候，就会造成管道中水压力的上升或者是下降。当压力低于水的气化压力时，水柱就被拉断，出现断流空腔，在空腔处的水流弥合时会发生强烈的撞击，造成管道中的水升压，形成断流弥合水锤，弥合水锤升值很大，在使用实验装置观测显示能够达到工作压力的2～4倍，由此可见，其对输水的安全性的危害是非常大的。7当水在输水管道运行的时候，实际上是水气两相流。因此，对长距离输水管道在进行设计的时候，要结合输水管道的纵向布置情况，分析研究计算在不同

6、的工况下的不同的水流状态，确定合适的位置(通常是在每个较缓的驼峰处)布置排气阀。在管线的水平段，排气的问题更加突出，因此，要在设计时人为的把管线布置成隔一段设置一个高点(当然坡度不能太大)，设置排气阀，而且水平段根据以往的经验每间隔600～1000m的距离设置一个。此外，排气阀的选择也十分重要，因为管道中运行时，水在管道中的状态很复杂。由于水流流态的复杂性，也就造成了排气的困难，因此不但要确定排气阀的合理数量，合适位置，还要对排气阀种类和性能高度重视。长距离输水工程中在工艺设计时，本着安全、合理、经济的水锤防护措施，取得了很好的效果，但也并不是完全消除掉水锤，还要在管道结构设计的

7、时候，结合水锤产生的原因，进行考虑，达到有效消除。2、停泵水锤防护措施停泵水锤的破坏性很大，有可能会引发泵站和输水系统的严重事故发生，例如停泵水锤会造成泵房内的设备损毁或者是使管道爆裂，淹没泵房，或者使沿途的房屋受淹。因此，对停泵水锤的防护刻不容缓，要根据实际的情况制定具体措施消除或者降低停泵水锤，尽可能把它造成的危害降低到最小。可以通过以下几个方法。7(1)降低输水管线的流速，这是有效降低水锤压力的途径。但是弊端是会同时增大管道管径，增大了工程成本。(2)在输水管线的布置要考虑