泵站水击水锤及其防护
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
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。
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。
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
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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。
水锤及防护措施
第五章 水锤防护措施的经济性 分析
●05
投资成本
实施水锤防护措施的投资成本包括设备购买、 安装和维护等方面。在选择投资方案时，需要 考虑投入的资金和长期维护成本，以确保经济 效益。
效益分析
减少维修费用
提高生产效率
水锤防护措施的实施可以降 低维修费用支出
水锤防护措施能够稳定系统 运行，提高设备利用率
定期检测维护
定期检测管道系统 发现问题并及时修复
记录维护过程
建立维护档案，追踪维护情 况
维护防护设备 确保设备正常运行
人员培训和意识提升
开展水锤防护知识培训
01 让相关人员了解水锤防护的重要性
提高意识水平
02 增强水锤防护意识，减少事故发生的可能性
建立应急预案
03 在发生水锤事故时能够迅速响应和处理
缓冲器
减缓压力冲击 延长系统寿命
节流装置
降低水锤产生 提高系统效率
阀门控制
合理控制流速 避免水锤现象
泄压阀
减小水锤危害 保护管道系统Байду номын сангаас
总结
水锤是管道系统中常见的问题，但通过合理的 防护措施可以有效避免水锤带来的危害。缓冲 器、节流装置、阀门控制和泄压阀等措施的应 用可以保护管道设备，提高系统稳定性，减少 停机维修时间，降低运营成本。
使用方法
安装在管道关键位置 设置警报阈值
优势
精准监测压力变化 及时发现问题
注意事项
定期校准传感器 避免受损
声音检测
分析噪音频谱
01 监测声音频率
应用场景
02 水力工程
优势
03 实时监测
振动检测
监测振幅 分析振动模式
优势 减少设备损耗
各种水锤防护装置及其适用场合
各种水锤防护装置及其适用场合在压力管道中，由于水流流速因某些原因突然变化，引起水流动量的急剧变化，进而在管道中产生一个相应的冲量，使水流压力急剧上升或降低的现象，成为水锤或水力过渡现象（又叫水击）。
水流是具有惯性的，在泵站中，当水泵突然启动、停止或为调节流量而启用阀门，都将使水流速度发生变化而产生惯性力，惯性力的大小等于水流质量m与加速度dvdt的乘机，方向与加速度方向相反。
在出水管路中，这个惯性力就表现为水锤压力。
泵站水锤有启动水锤、关阀水锤和停泵水锤。
一般情况下，启动水锤压力不大，只是当管内空气不能及时排出而被压缩才会加剧水流的压力变化。
关阀水锤在正常操作时不会引起较大的压力波动。
最危险的是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，此种情况下的水锤压力较大，有时可达正常压力的数倍，将会对泵站造成很大的破坏性事故。
因此，在泵站及其压力管道的设计时，通常将防护停泵水锤事故作为主要防护手段。
在泵站工程中往往由于规划设计考虑不周或不合理的运行操作，导致水锤事故，使水泵出水管道、阀门遭到破坏，甚至使泵房被淹，供水中断，造成重大损失；或者，因担心水锤事故发生盲目地套用不恰当的防护措施，这不仅造成工程上的浪费，甚至得到相反的技术后果。
因此，如何准确而周到的选定安全可靠、经济适用的停泵水锤及其防护措施及其设备，自然是泵站管路系统设计的首要任务。
1合理布置管线布置管线时，应尽可能地使管道纵断面平顺的上升而不形成驼峰凸部，或采用先缓后陡的形式。
如果由水泵出口开始先陡后缓，则停泵过程中压力下降有可能在管道的凸部的拐点处引起降压过大；当其压力小于水的汽化压力并持续一定的时间，则将可能产生“水柱分离”现象；倘若能够将管线的布置形式改变成先缓后陡的布置形式，则可避免或减缓降压过程中产生负压。
管线的布置形式是按照地形确定的，变更管线的布置形式不是所有的场合都能做到的。
如果增加挖方量不大，或者可以选择另外的站址，则应进行多种布置方案的经济比较。
水锤(水击)的产生、危害与防护措施
水锤（水击）的产生、危害与防护措施水锤又称水击。
是指水或其他液体输送过程中，由于阀门突然开关、水泵骤然启停等原因，流速突然变化且压强大幅波动的现象。
突然停电或阀门关闭太快，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，就象锤子敲打一样，我们称之为水锤。
供水管道壁光滑，后续水流在惯性的“帮凶”下，水力迅速达到最大，所以容易造成破坏作用（如破坏阀门和水泵等），这就是水力学中的“水锤效应”，也叫正水锤；相反，阀门或水泵突然开启，也会产生水锤效应，叫负水锤。
这种大幅波动的压力冲击波，极易导致管道因局部超压而破裂、损坏设备等。
所以水锤效应防护是供水管道工程设计施工中必须要考虑的关键因素。
水锤产生的条件1、阀门突然开启或关闭；2、水泵机组突然停车或开启；3、单管向高处输水（供水地形高差超过20米）；4、水泵总扬程（或工作压力）大；5、输水管道中水流速度过大；6、输水管道过长，且地形变化大。
7、不规范的施工是给水管道工程存在的隐患7.1如三通、弯头、异径管等节点的水泥止推墩制作不符合要求。
水锤效应的危害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，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、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；4、引起水泵反转，破坏泵房内设备或管道，严重的造成泵房淹没，造成人身伤亡等重大事故，影响生产和生活。
消除或减轻水锤的防护措施对于水锤的防护措施很多，但需根据水锤可能产生的原因，采取不同的措施。
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。
输水管线布置时应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变减少输水管道长度，管线愈长，停泵水锤值愈大。
由一个泵站变两个泵站，用吸水井把两个泵站衔接起来。
停泵水锤的大小主要与泵房的几何扬程有关，几何扬程愈高，停泵水锤值也愈大。
高扬程泵站输水系统水锤防护研究
高扬程泵站输水系统水锤防护研究高扬程泵站输水系统水锤防护研究摘要：水锤是指液体在管道系统中产生的压力冲击波，常常给管道和设备带来严重的损坏。
本文以高扬程泵站输水系统为例，研究了水锤的形成原因、传播规律以及相应的防护措施。
通过数值模拟和实验验证，得出了一些重要结论，为高扬程泵站输水系统提供了有效的水锤防护方法。
一、引言高扬程泵站输水系统是大型水利工程中常见的一种形式。
由于其工作条件的特殊性，输水系统中常常产生水锤现象。
水锤是指在管道系统中液体由于突然阻塞或突然关闭等原因，产生压力波动，造成系统中压力急剧变化的现象。
水锤常常给管道和设备带来严重的破坏，因此研究水锤的发生机理和防护方法对于输水系统的正常运行至关重要。
二、水锤的形成原因1. 突然关闭阀门：当阀门突然关闭时，流体在短时间内被阻塞，形成压力积累，最终产生水锤。
2. 突然开启阀门：当阀门突然开启时，流体会突然加速，形成压力波动，也会产生水锤。
3. 泵组启动和停机：泵组启动和停机时，流体的加速和减速过程中，也会产生压力波动和水锤。
三、水锤的传播规律1. 波的传播速度：在管道中，波传播的速度由波的声速和介质的物性决定，对于绝大多数输水系统，波的传播速度可以近似为管道内的流体速度。
2. 波的幅值和衰减：在波传播过程中，波的幅值会随着距离的增加而逐渐衰减，但衰减速度取决于管道的几何形状和材料的特性。
四、水锤的防护措施1. 安装减压阀：减压阀可以通过调节管道中的压力，有效减少水锤的发生。
减压阀的选择应根据实际需要和泵站工作条件进行合理设计。
2. 安装缓冲罐：缓冲罐可以起到减缓水锤的作用，通过调整缓冲罐的容积和位置，可以有效减少水锤的压力波动。
3. 改变管道结构：合理设计管道的几何形状和材料，可以改变水锤波的传播速度和幅值，从而减少水锤对管道和设备的损害。
4. 安装波动吸收器：波动吸收器可以吸收水锤波的能量，减少波的幅值和衰减速度，从而保护管道和设备的安全。
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
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#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
水锤的危害及预防
水锤的危害及预防在压力管道中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭或开启，水泵机组突然停车等），使得水的流速突然变化，从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，这种水力现象称为水锤，也称水击。
一、水锤的危害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，管道接头断开，破坏阀门，严重的造成管道爆管，沿途房屋渍水，供水管网压力降低。
2、引起水泵反转，破坏泵房内设备或管道，严重的造成泵房淹没。
3、造成人身伤亡等重大事故，影响生产和生活。
二、水锤产生的条件1、阀门突然开启或关闭。
2、水泵机组突然停车或开启。
3、单管向高处输水（供水地形高差超过20米）；4、水泵总扬程（或工作压力）大；5、输水管道中水流速度过大；6、输水管道过长，且地形变化大。
三、水锤的预防措施㈠开（关）阀水锤1、开关水锤有直接水锤和间接水锤，延长开阀和关阀的时间，可避免产生直接水锤。
2、离心泵、混流泵应在阀门关至15%—30%时而不是全关时停泵，这样可以降低水泵出口压力，防止水泵振动及延长阀门使用寿命。
对于轴流泵在泵出口一般不应设阀门。
㈡启泵水锤1、排除管道空气，使管道充满水后再开启水泵。
凡是长距离输水管道的隆起处各点应设置自动排气阀或设置充水设施。
2、当水泵必须在空管启动时，可采用分阶段开阀启泵方式。
⑴先将水泵出口阀门打开15%—30%（蝶阀可先开150—300），管道上其余阀门全部开启。
⑵然后启动水泵。
⑶待管道充满水后再将水泵出水口阀门全开或开到所需的角度。
3、设有止回阀的水泵⑴在止回阀前设自动排气阀。
⑵在止回处设旁通阀。
⑶事故停泵后，应待止回阀后管道充满水再启动水泵。
⑷启泵时水泵出口阀门不要全开，否则会产生很大的水冲击。
据调查分析国内几个泵站的重大水锤事故多在这种情况下产生。
㈢停泵水锤给水管中的水在断电后的最初瞬间，主要靠惯性以逐渐减慢的速度继续向水池方向流动，然后流速降到零。
浅析停泵水锤危害及防护措施
浅析停泵水锤危害及防护措施摘要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，但停泵水锤也并不是不能防护的，文章分析并详述了许多能够有效地防止停泵水锤的产生的方法。
关键词水锤、水击、停泵安全、防护消除一、水锤效应简介水锤又名为水击，是指水在传送的过程中，水泵突然停止、突然开启或关闭导叶、突然开启或关闭阀门而产生的流速变化同时使压强大幅度波动的现象。
而在给水泵启动与停止时通过水流冲击管道而产生的严重水击则称之为水锤效应。
水管内壁是光滑的水能在其中流动自如。
当突然关闭阀门或是给水泵停止水流就会到达阀门和管壁并对其产生一个压力。
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，这就是水力学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。
同时相反的，当突然打开关闭着的阀门或者是给水泵启动也能够产生水锤。
水锤产生的瞬时压强非常的大，能够达到管道中正常工作压强的几十倍甚至是数百倍。
这种大幅度压强波动，可导致管道系统产生强烈振动或噪声，并可能破坏阀门接头。
会对管道系统产生巨大的危害，严重的甚至破坏管道系统。
水锤效应的破坏性大致有以下几点：由压强过高而引起管子的破裂或是压强过低而导致管子的瘪塌，同时还会损坏阀门和固定件。
在短时间内，水的流量从零猛到额定流量。
由于流体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。
二、发生停泵水锤的主要原因停泵水锤的产生往往与电力系统故障或是水泵机组的机械故障有分不开的关系，这些故障往往会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。
如今自动化程度不断提高水泵的开启与停止也早已实现了远程操作，这种进步虽然使工作变得轻松便捷，然而也使其增加了许多安全隐患。
水锤分析计算和防护措施
浅析水锤分析计算和防护措施摘要：在水泵正常运行时，如果突然断电，在供水管道中将形成大于水泵正常工作压力数倍的水锤压力，造成水泵和供水管道破坏。
采用特征线法对取水泵站进行了水锤分析。
计算结果表明：水锤压力较大，影响水泵及管路的安全稳定运行。
本文主要对水锤产生的原因、危害及一些常见的防护措施进行了介绍。
关键词：水锤；水柱脱流；水锤防护一、水锤现象水锤现象在压力管路中，由于流体的流速剧烈变化而引起一系列急骤地压力交替升降的水力撞击现象，称为水锤（水击）现象，也称水力瞬变。
目前，国内外普遍将压力输水管路中所发生的各种水锤现象，通称为输水管路的水力过渡过程。
管路中发生水锤现象时，随着压力的交替升降，液体分子质点将相应地呈现密疏状态交替变化，这种变化以纵波形式沿管路往复传播，因此水锤现象是一种波动。
在有压管路中，由于流速的剧烈变化和水流的惯性而引起一系列急骤的压力变化和密度变化。
它们的综合作用结果，在物理现象上表现为快速传播的水锤波动。
水锤波动全过程包括压力波的产生、传播、反射、干涉以及消失的整个物理过程。
水锤的传播只限于连续的水流中，当管路中出现水柱分离时，水锤波的传播受到影响，将会引起更加复杂的物理过程。
引起水锤的主要原因有：1）启泵、停泵、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，水流速度发生急剧变化的情况下。
2）事故停泵，即运行中的水泵动力突然中断时，较多是由于配电系统故障、误操作、雷击等情况下的突然停泵。
图1-1 供水系统水锤过程线图二、水锤的危害长距离高扬程输水工程中，水锤事故的发生是较为普遍的现象，尤其是管线高差起伏较大、地形复杂的工程。
事故产生的实例也是多种多样的，例如，水电站内因关闭水轮机导叶时操作失误，而造成压力管内水压上升；泵站系统中，因断电或其他原因而使水泵突然停泵，压水管内的压力在下降之后又产生不同程度的压力上升，导致停泵水锤。
水锤事故都会造成不同程度的灾害，轻则造成水管破裂（即爆管），致使供水中断，影响正常的生产生活；重则造成淹毁泵站、泵船沉没等严重后果。
停泵水锤的危害及预防
停泵水锤的危害及预防水锤也称水击，是压力管道中由于水流速度发生骤然变化而引起压力变化的一种水力过渡现象，也称瞬变流。
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时，由于流体的惯性作用而引起管道内液体的压力升高或降低。
它对水泵机组和管道系统的危害性很大。
一般情况下，水泵在正常运行和正常停泵过程中是不会发生水锤的。
水锤现象分类从不同角度，水锤现象可分为4类：（1）按关阀历时与水锤相的关系分为直接水锤现象和间接水锤现象；（2）按水锤波动情况可分为水柱连续水锤现象和水柱分离水锤现象；（3）按水锤水力特性可分为刚性水锤现象和弹性水锤现象；（4）按水锤成因的外部条件可分为启动水锤现象、关阀水锤现象和停泵水锤现象。
水锤计算方法水锤分析计算可以采用解析法、图解法、特征线法以及有限元法。
解析法和图解法忽略了摩擦阻力的影响，对复杂边界条件的处理也比较粗糙，计算精度较差。
采用有限元法计算机用时并不减少，且边界条件处理不如特征线法方便。
采用特征线法，可较精确地考虑沿程摩阻和局部摩组队水锤计算的影响，能方便地处理各种复杂边界条件，如串联管道、分岔管道、阀门、调压室、机组等处的边界条件，计算精度可以大大提高。
停泵水锤有哪些危害停泵水锤是水锤现象的一种，是由于泵站工作人员失误操作、外电网事故跳闸以及自然灾害（大风、雷击、地震）等原因，导致水泵机组突然断电，造成停车而在泵站及管路系统中发生的水锤现象。
根据调查发现，很多的水锤事故都属于停泵水锤事故，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。
水锤现象的延续时间虽然短暂，但它造成的工程事故不容忽视，轻则水泵机组产生振动和水力撞击噪声；严重时，水泵机组震坏，管道锤裂造成停水事故。
如因事故停泵在管路中产生水柱分离和断流弥合水锤，则其破坏力更为严重。
停泵水锤，如何防护由于停泵水锤可能导致泵站和输水系统发生严重事故，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。
浅谈停泵水锤现象及防护措施
浅谈停泵水锤现象及防护措施随着我国城市化进程的加快和人民生活水平的日益提高，大量的泵站工程被修建以满足供水需求，而其中对泵站供水系统安全危害较大的就是水锤事故的发生。
本文在前人研究的基础上，对水锤现象中最为严重的停泵水锤现象进行了分析与研究，以期能够为今后的泵站建设提供一定的理论基础。
标签：停泵水锤；危害；防护措施1 前言一直以来，如何有效地解决水锤的危害是泵站供水系统安全运行的重中之重，近几十年来国内外关于水锤的研究越来越深入，也取得了显著的成果。
本文对水锤的相关概念进行简要介绍，并阐述了停泵水锤的危害及几种防护措施。
2 水锤现象的概述2.1 水锤的基本概念从原理的角度上来看，水锤指的主要是管道中水流的速度发生较大的变化，从而出现压力激烈升降，导致水力冲击的情况。
如今，国内外大多数都将管路系统所发生的各种水锤现象，统称为“泵站管路系统水力过渡过程”，这个名称包括了所有水锤现象[1]。
2.2 水锤的分类从目前泵站方面的信息汇总来看，如今的水锤有多种情况的出现，从不同的角度划分，可分为以下四类：（1）根据水锤相和关阀历时的关系，可分为间接水锤和直接水锤；（2）根据发生原因的外部条件，可分为启动水锤，关阀水锤和停泵水锤；（3）根据水锤的水力特性，可分为刚性水锤和弹性水锤；（4）根据的水锤的波动现象，可分为无水柱的分离水锤和有水柱的分离水锤。
2.3 水锤的危害虽然在当前，水锤出现的时间很短，但是由于其发生时能够产生难以抗拒的巨大冲击力，而这种冲击力能够对设备乃至具体的施工人员造成较大的威胁，因此其危害不容小觑。
水锤会使压力在管道正常工作压强的几倍到几十倍的大范围波动，它会造成管道的剧烈振动和管道接头的断开，过高的压强甚至会造成管道爆裂，供水管网的压力变低。
而压强过低又会导致管道的塌陷，损坏阀门和固定件，从而导致水泵反转，破坏泵房内设备和管道，泵房被水淹没，造成较大的经济损失[2]。
我国西部地区的泵站水锤事故频频发生。
水锤效应的预防措施
泄放阀设置在可能产生高压波的地点，即首站和中 间泵站的出站端、中间泵站和末站产生水击时，由管道控制中心迅速向上、 下游泵站发出指令，上、下游泵站立即采取相应保护动 作，产生一个与传来得水击压力波相反的扰动，两波相 遇后，抵消部分水击压力波，以避免对管道造成危害。 超前保护是建立在管道高度自动化基础之上的一项自动 保护措施。
当管道末站阀门因误操作而全部关闭时，上游各泵 站当即接受指令顺序全部关闭。某一中间泵站突然关闭时， 则指令上游各泵站按照调节阀节流、关闭一台输油泵、关 闭两台输油泵……的顺序动作，同时指令下游泵站也按照 上述顺序动作。
如果泵站装备调速输油泵机组，在调节阀节流与关闭一 台泵两种动作之间，尚可增加调速泵机组降速运转动作。 上述上、下游泵站调节阀的节流幅度，根据水击分析结果 确定。当各泵站采取的动作已达到水击分析结果所定压力 与流量要求时，即不再继续执行下一步保护动作。
3. 泄放保护
泄放保护是在管道的一定地点安装专用的泄放阀，当 出现水击高压波时，通过阀门从管道中泄放出一定数量的 液体，从而削弱高压波，防止水击造成危害。
常见管道系统水锤与防护
水资源浪费
水锤会导致大量的水资源 流失，给供水系统带来负 担。
环境污染
水锤会导致管道破裂、阀 门损坏等，从而产生污水 泄漏，对环境造成污染。源自03常见的水锤防护措施
缓闭止回阀
缓闭止回阀是一种阀门，用于防止水锤对管道系统的冲击 。当管道中的水流突然停止或减小时，缓闭止回阀可以缓 慢关闭，以减小水锤对管道的冲击力。
智能化水锤防护技术可以大大提高管道系统的安全性和稳定性，减少水锤对管道系统的破坏，并降低 人工维护成本。未来随着传感器、通信和控制技术的发展，智能化水锤防护技术将得到更广泛的应用 。
新型水锤防护材料
新型水锤防护材料是指具有优异力学 性能和耐久性的材料，用于制造管道、 阀门等部件，以提高其抗水锤冲击的 能力。
合理利用资源
在保证安全可靠的前提下，应合 理利用资源，避免浪费，降低工 程成本。
05
水锤防护的未来发展
智能化水锤防护技术
智能化水锤防护技术是指利用先进的传感器、控制技术和算法，实现水锤防护的自动化和智能化。通 过实时监测管道系统的压力、流量等参数，系统能够自动识别和预测水锤发生的风险，并采取相应的 防护措施。
02
水锤产生的原因和影响
水锤产生的原因
突然的流量变化
输水高度变化
在管道系统中，如果突然关闭或开启 阀门、水泵等设备，会导致水流速度 的急剧变化，从而产生水锤现象。
在供水系统中，由于地形高差或水泵 扬程的变化，会导致输水高度发生变 化，从而产生水锤。
流体不稳定性
管道中的流体在正常流动时，如果遇 到阻碍或拐弯，会产生压力波动，当 压力波动过大时，就会形成水锤。
安全可靠的原则
安全防护措施
在设计和施工过程中，应采取必要的安全防护措施，如设置安全阀、压力传感器等，以保障管道系统 的安全运行。
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管道中发生水击的决定因素-----管道中流速的变化
压水管路中的水在断电后的最初瞬间主要靠惯性以逐渐减慢的 速度继续向水池方向流动，然后速度降至零。管道中的水在重力水 头的作用下，又开始向水泵倒流，速度由零逐渐增大。
水泵出口处有止回阀的情况 水泵出口处无止回阀的情况
二、停泵水击产生的过程
2、水泵出口处无止回阀的情况
经历三个阶段： 水泵工况（水泵正转，水正流）； 制动工况（水泵正转，水倒流）； 水轮机工况（水泵反转，水倒流）。
二、停泵水击产生的过程
估算公式：
∆h—水锤发生后增加的压力值（m） V1—正常运行时的管中水流速度（m/s） V2—阀ห้องสมุดไป่ตู้关闭后管中水流速度（m/s） g—重力加速度 c—管路中横击波传播速度（与管材的性质和管径有关）
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。
四、 停泵水击的危害及预防措施
3、停泵水击的预防措施
对于扬程较低的小型泵站可取消逆止阀； 延长阀门的启闭时间，如离心泵在关闭阀门的状态下启动（或停
止），然后逐渐开启（或关闭）出水阀门； 在管路设水锤消除器或安全阀，当产生水击，压力升高时将部分
水放出； 在管路上安装空气室，当阀门关闭时，部分水进入空气室起缓
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下。 ➢事故停泵
突然停泵的原因： 1、由于电力系统或电气设备突然发生故障，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。由于保护装置的作
用而将电机电源切断； 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。
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 水泵及管路中水流速度发生递变而引起的压力递变现象。
作用，以减少水击的危害； 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
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。
二、停泵水击产生的过程