给水泵房泵站水锤及其防护
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
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。
综上所述，由于产生水力脉冲需要空间，开式系统提供了这方面的条件，而闭式系统由于水流一直充满系统，兼之水的不可压缩性，造成冲击波的振幅相对较小，因此开式系统比闭式系统更容易产生水锤，水锤轻则产生噪音、震动，重则造成设备、阀门受损，更严重则造成软接撕裂，管道爆裂。
4、防止“水锤”具体措施。
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
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
,
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
常见管道系统水锤与防护
热电厂供热模型
热电厂供热模型
热水供热网
分析工况
主供水管阀门关闭、设计 缓闭、延迟停泵 主供水管阀门关闭 循环泵突然停泵无旁通管、 有旁通管 补给水泵故障，输水量减 少
断电工况
用户热量减少或增加15％
供热管网模型
热水供热网
计算结果
热水供热网
水锤防护
根据计算结果合理调度 可控缓闭逆止阀 调压罐 进、排气阀
发生水锤原因
正常起停泵、机组不稳定运行、动力故障、调节流量、 中间站运行参数变化、站内发生回流、线路分流和急 流、安全阀启闭
中芯国际至长江排水管——长距离输送管
长距离输送管道
水锤分析目的及注意事项
模拟管网瞬态水力情况
鉴别管道、设备是否安全 确定进、排气阀及其他防护措施的布置和尺寸
常见管道系统水锤与防护
城市供水管网 城市热水供热网 工业循环冷却系统 长距离输送（水、油、气）管网 城镇大型排水泵站
一 城市供水管网
复杂管系水锤与防护
城市供水管网
供水管系：
组成：管道、阀门、调压室、水池（库）、水泵 等元件
水锤计算：特征线法
内外边条：计算各个元件任一时刻的边界条件和每一 管道内计算断面水头和流量 初条：特征线法计算管系恒定流动 关键问题：管线信息图、信息存储方法需灵活简单
C : H p H A B(Qp QA ) RQA | QA |
C : H p H B B(Qp QB ) RQB | QB |
城市供水管网——水锤计算
二、索引（《瞬变流》11章）
定义：一种整型数组，将系统的几何形态和性能按特定数 字型进行描述，使程序能够有效的求解各种边界条件。
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。
建筑消防给水系统中停泵水锤的算法及防护措施
建筑消防给水系统中停泵水锤的算法及防护措施前言建筑消防给水系统作为一种供应消防水的系统，具有广泛的应用和重要意义。
在建筑消防给水系统中，停泵操作是一种常见的操作，但如果不注意，在停泵过程中会产生水锤现象，给系统带来严重的影响。
因此，本文将介绍建筑消防给水系统中停泵水锤的算法及防护措施。
建筑消防给水系统中的水锤现象水锤是指管道内的液体在运动中受到突然变化的力后产生的瞬间液压波。
当液体受到阻碍，如管道内蒸汽闸门、阀门等的突然关闭、阀门快速开启或关闭、水泵启动或停止时，将会产生瞬间的阻力，液体在瞬间变化的力下形成一种液压波，产生了水锤现象。
水锤现象对含气液体管道来说是一种严重的危险，其压力和震动不仅使管道和配件产生变形和管道接头产生破裂、还会对器具和工作人员产生潜在的危害，对建筑消防给水系统的工作产生极大的影响。
建筑消防给水系统中停泵水锤的产生原因建筑消防给水系统中的水泵作为推动消防水进入建筑内部的主要器材，其启停过程对于系统运行的影响非常大。
在建筑消防给水系统中实施停泵操作时，其主要目的是为了进行巡查、检修和更换机械故障等维修。
然而，停止水泵时也就是关闭水泵，在管道内产生压力瞬间变化的情况，此时就会产生水锤现象，导致系统受损，甚至影响的更大范围。
建筑消防给水系统中停泵水锤的算法由于建筑消防给水系统中停泵操作会引起水锤现象，因此，为了有效地缓解系统被水锤现象压力，一些算法被设计用来解决水锤问题。
以下将引入Dahl算法以及它的增强型来控制建筑消防给水系统中的水锤问题。
Dahl算法Dahl算法是对管道内液体实施流动控制和维持管道稳定的一种算法。
该算法仔细研究了水锤现象的机理，以此设计了一种算法，可以在管道中控制液体的流动，从而防止水锤的产生。
Dahl算法根据下列几个方面对管道液流状态进行监控：1.控制水流速度和流量。
2.调整管道内的压力。
3.调整管道内的废气压力。
4.检查管道内的流速。
5.检查管道内的流动状态。
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。
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。
生活给水系统“水锤”的防护措施
生活给水系统“水锤”的防护措施1．采用恒压控制技术采用PLC自动控制系统，对机泵进行变频调速控制，对整个供水泵房系统操作实行自动控制。
供水管网压力随着工况的变化而不断变化，机泵工频运行时经常出现低压或超压现象，容易产生水锤，导致对管道和设备的破坏，采用PLC自动控制系统，通过对管网压力的检测，反馈控制水泵的开、停和转速调节，控制流量，进而使压力维持一定水平，可以通过控制微机设定机泵供水压力，保持恒压供水，避免了过大的压力波动，使产生水锤的概率减小。
2．采用泄压保护技术2．1 水锤消除器：该设备主要防止停泵水锤，一般安装在水泵出口管道附近，利用管道本身的压力为动力来实现低压自动动作，即当管道中的压力低于设定保护值时，排水口会自动打开放水泄压，以平衡局部管道的压力，防止水锤对设备和管道的冲击，消除器一般可分为机械式和液压式两种，机械式消除器动作后由人工恢复，液压式消除器可自动复位。
2．2 泄压保护阀：该设备安装在管道的任何位置，和水锤消除器工作原理一样，只是设定的动作压力是高压，当管路中压力高于设定保护值时，排水口会自动打开泄压。
3．采用控制流速技术3．1 采用水力控制阀，一种采用液压装置控制开关的阀门，一般安装于水泵出口，该阀利用机泵出口与管网的压力差实现自动启闭，阀门上一般装有活塞缸或膜片室控制阀板启闭速度，通过缓闭来减小停泵水锤冲击，从而有效消除水锤。
3．2 采用快闭式止回阀，该阀结构是在快闭阀板前采用导流结构，停泵时，阀板同时关闭，依靠快闭阀板支撑住回流水柱，使其没有冲击位移，从而避免产生停泵水锤。
4．在管路中各峰点安装可靠的排气阀也是必不可少的措施采取的做法是对供水装置的泵房实施自动控制、变频恒压改造，并配套在机泵出口安装水力控制阀(或快闭式止回阀)，在管网各主干管上安装水锤消除器和泄压阀，在各管道波峰点安装自动排气阀，通过以上措施，效果显著。
如何预防水锤
如何预防水锤什么是水锤？水锤，也被称为液压冲击或水击，是由于液体快速停止或改变流动方向而产生的压力波峰。
在给水系统中，当阀门突然关闭或泵停止运行时，液体会产生反向流动，导致压力骤增，从而引发水锤现象。
水锤的冲击力可能对给水系统和管道构件造成严重损害，甚至导致泄漏和破裂。
预防水锤的方法预防水锤的主要方法包括安装减压阀、缓冲蓄能器和减震器，以及合理的系统设计。
下面将详细介绍这些方法。
1. 安装减压阀减压阀可以减少压力骤增，防止水锤的发生。
减压阀通常安装在系统中的水泵出口或液体流动方向改变处。
通过减小系统压力骤增，减压阀可以有效缓解水锤现象，并保护管道系统。
2. 安装缓冲蓄能器缓冲蓄能器是一种装有可压缩空气的容器，它可以通过吸收和缓冲液体流动时产生的压力变化来防止水锤。
当阀门突然关闭或泵停止时，蓄能器可以通过释放储存的空气，来减少液体冲击力和压力波峰的产生。
安装缓冲蓄能器可以有效地降低水锤的压力，减少对管道系统的冲击和损坏。
3. 安装减震器减震器是用于吸收管道系统液体流动中的振动和冲击的装置。
它们通常是由有弹性的材料制成，可以减缓水锤的产生。
减震器可以在管道系统中的关键位置和装置上安装，例如弯头、阀门和泵。
通过减少冲击和振动，减震器可以延长管道设备的使用寿命，预防水锤的发生。
4. 合理的系统设计除了安装减压阀、缓冲蓄能器和减震器外，合理的系统设计也是预防水锤的重要因素。
在系统设计中，应考虑以下几个方面：•正确计算水流速度和管道直径，确保水流速度适宜，以避免压力波峰的产生；•对于长距离和大直径的管道，应增加冲洗管和缓冲室，以减少冲击和液体反向流动；•使用适当的弯头和过渡件来减少液体流动的冲击；•定期检查和维护管道系统，及时发现和修复潜在问题，以防止水锤的发生。
总结水锤是给水系统中常见的问题，但通过安装减压阀、缓冲蓄能器和减震器，以及合理的系统设计，可以有效地预防水锤的发生。
在设计和安装管道系统时，务必密切注意水锤的可能性，并采取适当的措施，以确保系统的安全稳定运行。
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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• 一、停泵水锤 • 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，称为水 锤（又叫水击）。离心泵本身供水均匀，正常运 行时在水泵和管路系统中不产生水锤危害。
• 一般的操作规程规定，在停泵前需将压水阀门关 闭，因而正常停泵也不引起水锤。
• 所谓停泵水锤是指水泵机组因突然失电或其他原 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。
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得：
2 ．在输水管路中开始产生水柱分离的地点和时刻、断流空间 （空腔）的大小、两分离水柱相互碰撞的时刻以及断流弥合 水锤的升压值。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得：
3 ．为进行停泵水锤分析所需要的其它资料与数据，如水泵的 全性能曲线、水锤波传播和反射等规律以及水泵机组的惯性 效应等。
二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得
6 ．找出经济合理的水锤防护措施，以保证泵站、管道运行安 全
由此可见，进行停泵水锤计算并不仅仅是为了取得几个数据， 而是要求得到为正确进行停泵水锤分析与防护所需的资料、 规律与数据。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
1 ．防止水柱分离
主要应从管路布置上考虑，不要布置成如图 4 一 38 中 ABC 那样走向，而应布置成 A B’C 的走向方式。如果由于地形条 件所限，不能变更管路布置，也可考虑在管路的适当地点设 置调压塔。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得：
1 ．在发生停泵水锤的暂态过程中，泵站及管路中流量 Q 、 水头 H 、机组转数 n 及轴上转矩 M 等基本参数随时间 t 而变 化的规律以及它们的极值。换言之，就是求出各主要地点 （如泵站和水柱分离处）的停泵水锤暂态过程线。
第六节泵站水锤及其防护
• 1 、在水泵出口处有止回阀的情况（有阀系统）
• 当管路中倒流水流的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；
• 而且当水泵机组惯性小，供水地形高差大时， 压力升高也大。
• 这种带有冲击性的压力突然升高能击毁管路或 其它设备。
• 国内外大量的实践证明，停泵水锤的危害主要 是因为水泵出口止回阀的突然关闭所引起的。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
进行停泵水锤计算是为了求得：
4 ．可能采用的停泵水锤防护措施的技术经济效果。
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤下，对水泵机组及管路等主要设备 的机械强度校核与评价
第六节泵站水锤及其防护
第六节泵站水锤及其防护
• 压力水管中的水，在断电后的最初瞬间， 主要靠惯性作用，以逐渐减慢的速度，继 续向高位水池方向流动，然后使其流速降 至零，但这种状态是不稳定的。
• 在重力水头的作用下，管路中的水又开始 向水泵站倒流，速度又由零逐渐增大，以 后的技术特点，应视在水泵压出口处有无 普通止回阀而分别出现下述几种情况。
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
三、停泵水锤防护措施
2 ．防止升压过高的措施
( 1 ）设置水锤消除器。
第六节泵站水锤及其防护
第六节泵站水锤及其防护
• 2 、在水泵压出口无普通止回阀（无阀系统）
第六节泵站水锤及其防护
• 3 、泵管路系统中的水柱分离现象和断流（ 弥合）水锤
出现真空
水柱 分离
第六节泵站水锤及其防护
第六节泵站水锤及其防护
• 二、停泵水锤计算综述
在具体的技术条件下，如何进行停泵水锤分析， 如何判断停泵水锤的危害，采取何种防护措施来消除 其危害，以及如何估评防护措施的技术经济效果等， 都要以相应的停泵水锤计算为基础。例如，在设计水 泵站及输水管路时，必须根据各种可能的荷载来进行 校核。
第六节泵站水锤及其防护
• 发生突然停泵的原因可能有： • ( 1 ）由于电力系统或电气设备突然发生故障，
人为的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，如联轴器断
开，水泵密封环被咬住，致使水泵转动发生困难 而使电机过载，由于保护装置的作用而将电机切 除。 • ( 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。
第六节泵站水锤及其防护
第六节泵站水锤及其防护
• 2 、在水泵压出口无普通止回阀（无阀系统）
在水泵突然断电后的水泵工况阶段中，虽然各基本工作参数如 流量 Q 、水头 H 、转速n及转矩 M 都是正值，但它们都是随 时间而减小。 从开始停泵至流量降到零阶段为水泵工况阶段，随后，管路中 水又向水泵站方向倒流，其流速绝对值由零逐渐增大。