长距离高扬程多起伏输水管道水锤防护的探究

长距离高扬程多起伏输水管道水锤防护的探究
发表时间：2015-01-23T11:08:55.300Z 来源：《防护工程》2014年第11期供稿作者：谈美丽
[导读] 这个过程是水力过渡中非常复杂的问题，和传统关阀水锤和停泵水锤都不同，在管线首端设置的防护措施效果甚微。

谈美丽北京沃利帕森工程技术有限公司南京分公司江苏省南京市 210000
摘要：主要研究长距离高扬程多起伏输水管道水锤防护技术，介绍了长距离输水管道水锤基本方程和边界条件，在此基础上，讨论了长距离高扬程多起伏输水管道水锤防护措施，对常见水锤防护技术的特点进行了对比研究，为长距离高扬程多起伏输水管道选择合适的水锤防护方案提供参考。

关键词：高扬程；输水管道；水锤防护
企业规模不断扩大，用水量激增，需要通过长距离大型输水工程来为企业供水。

但是在长距离有压管道中，容易发生水煮分析和断流弥合水锤，产生非常严重的危害，所以在长距离多起伏输水管道中，水锤防护工作是保证输水管道安全运行的必要技术措施。

一、长距离输水管道水锤基本方程不同水锤计算理论有着不同的影响因素：表1-1 水锤影响因素
（二）下游为水池工况下游水池面积远大于管道面积，水池水位Hm 时，管路末端节点水头HpNS=Hm。

三、水锤防护（一）单向调节塔箱设计水位无需到达水泵正常工作水力坡度线，降低了安装高度，经济效益很高，管道存在负压时向管道内注水保持水流连续性，管道升压过程水流不能进入塔内。

需要通过计算机动态模拟和方案比较后确定装设位置、座数、容积、注水容量等参数。

单向调压塔主要从避免断流空腔方面考虑消除水锤，正压波到来后仍然会产生升压，所以需要和超压泄压阀配合，避免断流和管道升压。

北方冬季还需要注意冰冻，防止水箱底部冻坏，需要在水箱底部设置排空管，或者采取其他措施防冻，而在南方要避免水质变坏。

（二）双向调节塔双向调压塔为开口水池，是一种兼有注水和泄水的缓冲式水锤防护设备，管道中压力下降，双向调节塔能够向管道迅速补水，避免管道产生负压，防止出现水柱分离造成断流。

管道中水锤压力升高，高压水流进入调压塔，泄压。

双向调压塔结构简单，安全可靠，维修维护工作量较小。

所以应该将调压塔尽量设置在可能产生负压的管道附近，例如泵站和输水干道上容易发生水柱分离的高点或者折点。

调压塔要具有足够的断面面积，使得水泵起停不会在塔内产生很大波动，调压过程应该尽量进入空气（确定！！！），同时调压塔要设置足够的容量，保证补水过程中塔内仍然留有一定水量。

（三）泵站防护高扬程、多起伏长距离输水系统水流动力由水泵提供，对其进行防护是必须的。

泵站防护工作主要有启停两部分。

启泵水锤是管道在停泵阶段被放空，非正常启泵导致的，启泵水锤通过控制管道排气问题就能避免，停泵水锤控制才是泵站防护的主要工作内容。

停泵水锤是由很多原因造成的，停泵水锤防护主要从防止水泵倒转和和防止管道升压两方面着手进行。

防止水泵倒转的措施主要有液控蝴阀、水泵控制阀和加装飞轮力矩等，阀门在停泵时迅速关闭，控制过流量，管内发生倒流不会导致水泵快速倒转，减小过流还能够降低阀后升压，保护管道。

（四）管线防护管线防护是水锤防护中最复杂的工作。

停泵水锤首先会在水泵端产生负压波，并逐渐向管线末端传递，某处的管道压力低于水气化压力，连续水流会被拉断，而负压波从管线末端以正压波反射，断流位置水柱会重新弥合。

这个过程是水力过渡中非常复杂的问题，和传统关阀水锤和停泵水锤都不同，在管线首端设置的防护措施效果甚微。

1.设置空气罐是存储压缩空气的进水水罐装置，水锤管内压力升高，压缩空气会产生一个气垫消能的作用，管内产生负压，可使用压缩空气做动力向管内注水，但是空气罐对外界环境和温度比较敏感，需要设置在泵房或者管道首尾，较少用于管道防护。

空气压缩性较强，所以需要尽量增加空气罐体积。

结束语长距离高扬程有压输水系统水锤防护的关键问题在于断流弥合水锤的防护，断流弥合水锤多次叠加严重威胁着管道安全，需要根据水锤的特点和防护设备、技术的适用性，制定合理的防护方案，才能保证输水管道安全。