循环水系统水锤过程分析
循环水系统水锤事件的分析及处理
循环水系统水锤事件的分析及处理吴宝华【摘要】@@ 曲靖电厂1号机为上海汽轮机厂生产的引进型N300-16.7/538/538反动、凝汽式汽轮机.循环水系统采用闭式循环,水管通径为1 600 mm.循环水系统配置了2台长沙水泵厂生产的64LKXB-20型立式、斜流循环水泵,水泵出口阀采用了DX7K41X-6型蓄能罐式液控缓闭止回蝶阀.【期刊名称】《电力安全技术》【年(卷),期】2011(013)006【总页数】2页(P59-60)【作者】吴宝华【作者单位】国投曲靖发电有限公司,云南曲靖655000【正文语种】中文曲靖电厂1号机为上海汽轮机厂生产的引进型N300-16.7/538/538反动、凝汽式汽轮机。
循环水系统采用闭式循环，水管通径为1 600 mm。
循环水系统配置了2台长沙水泵厂生产的64LKXB-20型立式、斜流循环水泵，水泵出口阀采用了DX7K41X-6型蓄能罐式液控缓闭止回蝶阀。
2010-09-30，1号机组停运后，运行人员在最后停运2号循环水泵时，循环水系统产生了巨大的水锤，就地产生了一阵强烈的振动和闷响。
经检查发现，2号循环水泵的出口管检修孔阀门垫子被吹破，检修孔放空气门严重损坏，循环水大量外泄，给电厂设备造成了损坏，给机组的安全运行带来了不良影响。
1 水锤形成的原因2008年5月，曲靖电厂1号机循环水泵控制系统进行了PLC改造，机组只能采用“启泵开阀，关阀停泵”的运行方式。
在停运循环水泵时，出口液控阀关至30°，循环水泵联停。
在本次事故中，当2号循环水泵停运后，循环水系统内的水瞬间失去驱动力，水泵出口压力会很快下降，但在较长的循环水管道中，前进水流在惯性作用下依然会向原方向行进。
因此，在水泵出口阀门前一定范围内的管线中压力会急剧下降。
此时，如果阀门依然开启，尚有部分水从水泵吸进来补充，可缓解压力下降；如果阀门快速关闭，则在很短时间内断绝了补充水源，从而加剧了水泵出口门后负压的形成，引起部分水汽化，发生水柱中断。
水锤综合实验总结
水锤综合实验总结水锤综合实验总结一、引言水锤是指在管道系统中由于阀门的突然关闭或开启而产生的压力冲击波。
这种冲击波会对管道系统造成严重的损坏，甚至导致爆破事故。
为了研究和预防水锤现象，进行了水锤综合实验。
二、实验目的1. 理解水锤现象的产生原理；2. 掌握测量和分析水锤冲击力和压力波动的方法；3. 研究不同参数对水锤现象的影响；4. 提出相应的预防措施。
三、实验装置1. 实验装置主要由供水系统、试验管道、阀门和传感器组成。
2. 供水系统包括供水泵、储水罐和调节阀，用于提供一定流量和压力的液体。
3. 试验管道是一个直径为50mm的钢制管道，长度为10m，上面安装有多个传感器。
4. 阀门用于控制液体流动速度和关闭时产生冲击波。
5. 传感器包括压力传感器、加速度传感器和位移传感器，用于测量压力、冲击力和位移。
四、实验步骤1. 打开供水泵，调节调节阀使液体流动速度稳定在一定值。
2. 记录不同阀门开启和关闭速度下的压力波动曲线，并测量相应的冲击力和位移。
3. 改变液体流动速度，重复步骤2。
4. 分析数据，得出结论。
五、实验结果与分析1. 实验数据显示，在阀门突然关闭时，管道内产生了明显的压力波动。
这是由于液体在突然关闭时产生了惯性作用，导致压力迅速增加。
2. 随着阀门关闭速度的增加，压力波动幅度也增大。
这是因为关闭速度越快，液体惯性作用越大，产生的冲击力也越大。
3. 在不同流动速度下进行实验发现，流动速度越大，压力波动幅度也越大。
这是因为流动速度越大，液体惯性作用越强，产生的冲击力也越大。
4. 通过分析实验数据得出结论：水锤现象与阀门开关速度和流动速度密切相关。
在实际工程中，应注意控制阀门的开关速度和流动速度，以避免水锤现象的发生。
六、实验总结1. 通过本次水锤综合实验，加深了对水锤现象的理解。
水锤是由于阀门的突然关闭或开启而产生的压力冲击波，对管道系统造成严重损坏。
2. 实验结果表明，水锤现象与阀门开关速度和流动速度密切相关。
220MW凝汽式机组循环水系统水锤的分析和措施
线发现 ： 各凝 汽器 进 口压 力在 循 环水 泵 出 口门关 闭
门过 程 中及 关 闭 后 出现 周期 性 大 幅波 动 ，其 中 ＃ １
原 因采取 相 应 措 施 。 效 减 小 了水 锤 的 危 害 。 有
关键词 ： 环水管道 循 水锤 措施
中 图 分 类 号 ：Ｋ ６ ． Ｔ ２ ４１
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ： ２ １ ）２ ０ ６ ０ ×（０ ０ － ４ － ３ １
Ｃｏ ｄ ｎ ｅ ｒ ｕ ａｉ ｇＷ ａｅ ｙ ｔｍ ｆ Ｕｎ ｔ ｆ ２ Ｍ Ｗ ｎ ｅ ｓｒ Ｃｉ ｌｔ ｔｒ ｓｅ ｏ ｉ ｏ ２ ０ ｃ ｎ Ｓ ｓ ｏ ａｙ ｉ ｎ ｅ ｓ ｒ ｓ ｆ Ｗ ａｅ ｆ Ａｎ ｌｓｓａ ｄＭ ａ ｕ ｅ ｔｒ ｏ Ｈ￣ ｍｅ ｒ
图 １ 停 循 环 水 泵 时凝 汽 器压 力 波 动 图
２１ 年第 ２ ０１ 期
杨艳芬等 ： ０ ２ ＭＷ 凝汽式机组循环水 系统水锤的分析和措施 ２
４ ７
水锤 现象发生后 。 我们对我厂其它机组在停运
循 环水 泵 时 凝 汽器 压力 波 动 的情 况 进行 了调 查 ． 调
查 情况 如 附表 所示 。从表 中看 出 ： 在停 运 循 环水 泵
Ａ ｓａｔＴ ｒｕｈｔ ｅａ ａｚｏｐｗ ｒ ｌ ｔ ｎＳ ｉ ｅｔ ｏ ｒ ｌｉ ｕ ｐ ， ｈｎａｗ ｔ ｂｔｃ：ｈｏｇ ｅｈｎｎｊ ｏｕ ｏ ｅ ｐａ ｈ ｍ ｎ ｆ ｉ ｕ ｔ ｇｐｍ ｓｗ ｅ ａ ｒ ｒ ｈ ｉ ｎ ｉ ｐ ｓ ｃｃ ａｎ ｅ
水锤现象及解决方案
水锤现象及解决方案水锤现象是指在水管路系统中由于液体的流动速度突然改变引起的压力冲击现象。
当液体流速突然减小或停止时，液体中的动能会迅速转化为压力能，导致管道内的压力急剧升高，造成管道震动和噪音，并且可能导致管道破裂。
造成水锤现象的原因可以有多种，包括关闭快门阀或龙头阀时速度太快，泵站停车时突然切断水泵供水，管道阻塞突然消除等。
解决水锤问题的方法也有多种，下面将介绍一些常见的解决方案。
1.安装减压阀：减压阀是一种可以控制管道内液体压力的装置。
通过安装减压阀，可以将管道内的压力稳定在一个合理的范围内，避免压力过高引起的水锤现象。
2.安装减压阀并设置减压缓冲：减压阀的另一种应用方式是在管道中设置减压缓冲器。
减压缓冲器可以通过缓冲液的蓄积和释放，平滑流体压力的变化，减少水锤现象的发生。
3.安装软接头和补偿器：在管道系统中合理安装软接头和补偿器，可以有效吸收由于温度变化和管道运动引起的应力，减少水锤现象的发生。
软接头和补偿器的弹性和柔性可以有效缓冲和分散管道内的压力冲击。
4.安装冲击吸收器：冲击吸收器是专门设计用来吸收水锤冲击的设备。
当水锤现象发生时，冲击吸收器可以通过其内部的空气室吸收和缓解冲击力，并将其释放为稳定的流体压力。
通常情况下，冲击吸收器需要根据具体的管道和工况需求进行设计和安装。
5.控制关闭阀门的速度：关闭阀门时要慢而平稳地关闭，避免突然关闭。
可以使用缓慢关闭装置或控制系统来控制阀门的动作速度，减少水锤现象的发生。
6.增加管道的阻尼：在管道中增加阻尼材料或异材料层，可以有效减少管道震动和噪音，降低水锤现象的发生。
此外，对于一些特殊情况，还可以采取其他措施来解决水锤问题，例如增加管道的直径，调整管道的坡度，安装阀门和阀门组合等。
总之，针对不同的管道系统和工况需求，可以选择适当的解决方案来减少水锤现象的发生。
在设计和安装过程中，需要考虑管道系统的压力稳定性和流体动力学特性，并根据实际情况进行综合考虑和优化设计。
火电厂循环水系统水锤计算分析
火电厂循环水系统水锤计算分析【摘要】简述采用直流供水系统的火力发电厂循环水系统水锤计算的重要性，并结合某火力发电厂实例，简单介绍电厂循环水系统水锤计算的内容和过程，以简单的措施，提高了循环水系统抗水锤的安全性，保证电厂的安全运行，同时节约了投资。
【关键词】电厂；直流供水系统；循环水系统；水锤计算；通气阀；调压水箱1循环水系统水锤计算的重要性部分火力发电厂采用直流供水系统，冷却水源为河水，从河边取水口取水后经过循环水泵升压，经压力循环水管送到电厂主厂房内的凝汽器及其它辅机作冷却水，经过热交换后的冷却水排水通过循环水排水管、沟汇到循环水排水口，最终排回河道。
由于征地、地形、地质、燃料运输或其它因素的限制，有些火力发电厂无法紧靠水源地布置，取水泵房距离主厂房较远，循环水压力管较长。
由于以河水为水源，而江河水位丰、枯水季节水位变幅一般都比较大。
电厂循环水量都很大，所以循环水泵都采用流量大的立式混流泵，由于这类电厂水位变幅大、循环水管道长，所以这类火电厂循环水泵具有额定扬程大、工作点变化大的特点。
而这类电厂厂区外地形条件往往也较为复杂，所以厂区外循环水管线的标高也往往也起伏较大。
水锤破坏的主要表现形式为：水锤压力过高，会引起水泵、凝汽器、阀门、管道破坏。
水锤压力过低，管道会因失稳而被破坏。
水泵的反转速度过高或水泵第一临界转速小于水泵最大允许连续转速的1.4倍，以及突然停止水泵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轴器的断裂。
水泵倒流流量过大，引起管网压力下降，水量减小，影响供水。
总之，此类电厂循环水系统存在着流量大、流速高、管线长、管径大、管道标高起伏大等特点，循环水供水系统在运行中正常停泵或事故停泵，系统会出现水锤引起管路压力瞬时升高、降低、水柱分离、汽化等非正常运行的不利水力条件，系统出现的水锤破坏性较大，这些可能造成循环水系统特别是凝汽器、循环水泵等主要设备的损坏，危及电厂的安全运行。
水锤的产生及有效规避
水锤的产生及有效规避水锤是指管路中液体在急剧关闭阀门或发生突然变化时，由于液体本身的惯性而产生的压力波动现象。
在管道工程中，水锤的产生会给管道系统带来一定的危害，甚至引发管道破裂，设备损坏，甚至人员伤亡。
对水锤的产生及有效规避显得尤为重要。
本文将就水锤的产生机理、危害以及有效规避方法进行介绍。
一、水锤的产生机理1.1水锤的产生原因在管道系统中，液体流动时具有一定的动能。
而当管道中的阀门或泵突然关闭时，液体的流速和流量会迅速减小或变成零，使得管道内的液体产生急剧的减速。
由于液体本身的惯性作用，会在管道内形成压力波，这种压力波就是水锤。
1.2水锤的形成过程1.3水锤的影响因素水锤会受到多种因素的影响而产生，主要包括管道的材质、管道的长度、管道内液体的流速和流量、阀门和泵的关闭速度等。
管道材质是影响水锤产生的重要因素之一。
根据不同的管道材质，水锤产生的强度和传播速度也会有所不同。
二、水锤的危害2.1管道系统的危害水锤产生后，会在管道系统内形成压力波，导致管道内压力急剧升高。
当压力超过管道系统的承受极限时，容易引发管道破裂或设备损坏的情况。
水锤还会对管道内的阀门、泵和管道连接件等设备产生冲击，加速设备的老化和损坏。
2.2周围环境的影响水锤产生时，会在管道系统周围产生噪音和振动，使得周围环境受到一定的影响。
严重的水锤甚至会导致周围设施和建筑物的损坏，对周围环境造成一定程度的破坏。
2.3安全隐患水锤产生后，管道系统内的压力波会对设备和人员造成威胁。
特别是在关闭大口径阀门或泵时，水锤产生的压力波会更加剧烈，对人员安全构成较大的危害。
三、水锤的有效规避方法3.1合理规划管道系统在设计管道系统时，应考虑到管道内液体流动的基本原理，选择合适的管道材质、管道长度和阀门布置等因素，以减小水锤的产生概率。
在布置阀门和泵时，也应考虑到液体流速、流量和关闭速度，合理设置缓冲和消能装置。
3.2安装水锤消能装置为了规避水锤的产生，可以在管道系统中安装专门的水锤消能装置，如减压阀、减振器、缓冲罐等设备，来减缓水锤的压力波传播速度，减小水锤对管道设备的冲击力，保护设备和人员的安全。
2.0MPa高压水系统的水锤现象之分析
40本人曾经参与一个生产厂房的建筑工程管理工作。
从该工程中所发生的问题到寻求解决的方法过程中体会到合理的设计,标准的安装,规范的操作对一个系统的正常运行是极其重要的。
建筑工程项目管理者在建筑工程中是起桥梁的作用。
他上要满足业主对施工工期,施工质量,安全生产环境,投资控制的要求;中间还要协调好设计师尽最大可能设计出符合业主意图和要求的图纸;还要监督管理好施工承包商的施工质量及进度。
现就在2.0M Pa 高压水系统中所发生的水锤问题及解决的方法介绍如下:该工程为由某世界著名轮胎生产厂商在东北地区投资兴建的一家汽轮胎生产厂。
该厂工艺由厂商技术部门提供,由东北某设计院承担建筑设计及工艺施工设计;并由本人所在某国外著名工程咨询公司负责管理;工程承包商为国内某大型建筑工程公司承接建筑施工安装。
在整个工程中包含有多个工艺供水系统。
其中一个为2.0M Pa 的高压水系统。
水锤就是在调试该系统过程中发生。
2.0M Pa 水系统是设计为轮胎硫化机提供高压水压,依靠2.0M Pa 的压力来挤压轮胎橡胶初胚硫化并使之成形。
当该系统按施工图纸完成管道及设备安装,并对管路进行试压,清洗吹扫,水箱防腐处理,水泵试运转,压力表温度计检查,软化水系统工作正常,冷却水系统工作正常,电源供应正常,生产设备准备就绪后,对系统进行调试。
其工艺流程如图1:图1 2.0M Pa 高压水系统工艺流程图图例说明:1-软化水装置,2-贮水箱,3-软化水水泵,4-板式热交换器(因在系统运行过程中,硫化成形机产生大量热量,所以必须对水系统进行冷却处理),5-高压水泵,6-硫化成形机,7-回水水箱(又称过路水箱,此水箱兼作回水过路之用,又作补充水,同时还可在水系统运行中排除系统中的空气),8-旋启式止回阀,9-水泵出水阀,10-水泵进水阀,11-硫化机进水阀,12-硫化机出水阀,13-减压孔板(此孔板为系统在非满负荷运行情况下作减压之用,因该工程分二期安装硫化机,此孔板之孔径为第一期机器运行的工况下设计。
水锤综合实验总结
水锤综合实验总结1. 引言水锤现象是在管道系统中经常遇到的一种压力波现象，它可能对管道系统的安全性和稳定性造成威胁。
为了研究和解决水锤问题，我们进行了一系列的水锤综合实验。
本文将详细探讨这些实验的设计、实施和结果，为解决水锤问题提供有力的参考和指导。
2. 实验设计2.1 实验目的本次实验的目的是研究水锤现象的发生机制和影响因素，以及采取的措施对水锤的减缓效果。
2.2 实验装置实验装置主要包括水泵、管道系统、阀门、压力传感器等。
我们根据实际工程中遇到的情况，设计了一条具有水锤风险的管道系统，以模拟实际场景。
2.3 实验方案我们设计了多个实验方案，涉及不同的变量和措施。
主要的实验方案包括： 1. 单向阀实验：通过在管道系统中加入单向阀，观察水锤现象的变化； 2. 缓冲器实验：在管道系统中加入缓冲器，测试其对水锤的减缓效果； 3. 不同流量实验：改变水泵的流量，探索流量对水锤的影响； 4. 不同阀门操作实验：改变阀门的操作方式，观察不同操作方式对水锤的影响； 5. 不同管道直径实验：改变管道的直径，研究直径对水锤的影响。
3. 实验过程3.1 实验准备在进行实验前，我们对实验装置进行了准确的测量和校准，确保实验数据的准确性。
同时，我们对实验方案进行了详细的讨论，并制定了实验操作步骤。
3.2 实验操作我们依次按照实验方案进行了一系列的实验操作。
在每个实验中，我们记录了压力传感器的数据，并进行了详细的观察和记录。
3.3 数据分析通过对实验数据的分析，我们观察到了不同实验条件下的水锤现象，并比较了其差异。
通过统计分析，我们得出了一些规律和结论。
4. 实验结果与讨论4.1 实验结果根据实验数据的分析，我们得出了以下一些实验结果： 1. 单向阀的加入能有效减轻水锤现象，但并不能完全消除； 2. 缓冲器的使用能明显减缓水锤的影响，使压力波的传播速度变慢； 3. 高流量条件下，水锤现象更为明显，可能对管道系统造成较大的压力冲击； 4. 不同阀门操作方式对水锤的影响有所差异，需要根据实际情况进行选择； 5. 管道直径对水锤的影响不容忽视，直径越大，水锤现象越弱。
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。
2 在操作方式上避免，如在启动时将进口阀门关闭或关小，然后缓慢打开阀门，直到达到系统工作压力时为止。
冷热水系统中的水锤现象
冷热水系统中的水锤现象冷热水管道中的水锤现象指管道中的水流在极短的时间内迅速地停止或加速，因此所造成的有力的冲击。
比如说，在迅速关闭水龙头，或水泵起停时，经常听到‘嘭’一声短暂的闷响。
这就是典型的‘水锤现象’。
这种冲击的能量来自于管道内水流速度突然的改变。
‘水锤’这一名词来源于古代的一种兵器‘攻城槌’，它运用于攻克城墙或城门，它造成的冲击力与水锤现象类似。
‘攻城槌’由一个长木棒制成，在木棒的顶端有一个铁锤，它能产生的冲击力大小取决于操作武器的士兵的力量。
（见图1）而水锤力量的大小却由很多因素决定。
管道中静止的水只具有‘潜能’，即由它的定额所决定的能量。
当定额降低并接近海平面时，其潜能减弱并消失。
如果假定海平面为‘0’，高于海平面的海拔高度‘z’,物体质量为m,那么它所具备的能量为mgz：其中‘g’为重力加速度（9.81m/s2）。
如果管道中的水以一定的速度‘v’流动，在潜能上又加入了动能，约为1/2mv2。
这种运行的能量来源于mv,它代表了水的运动量，即组成水的每一滴水的运动量总和。
就如前面提到的一样，当猛然关闭阀门或水泵时，水的流速突然变为零（v=0），其动能也消失（1/2mv2=0）同样它的运动量也消失（mv=0）。
但是，水所具备的能量不可能就这样瞬间溶解，它改变为‘压力波’，以声速在管道内传送。
这就是‘水锤现象’。
它所产生的高压能超过100bar，而其延续的时间也就仅百分之几秒。
由于其速度如此快捷，管道上的压力表根本无法显示出管道系统内这种瞬间弹性的压力波动。
理论上说，水不能被压缩，但为了更好地解释高压的产生，我们必须承认水是能被压缩的，如同气体一样。
根据Hoorce定律，如果将1立方米水压缩1bar，它体积将减少50cm3。
当关闭一段管道末端的阀门时（如图2所示）。
与阀门接触的水受到压缩，通俗地说,水‘缩短’了。
因此它的部分动能改变为压力能量。
这时，其压力由P变为P+△P，△P即是超出的压力。
水锤分析报告
水锤分析报告1. 简介本篇报告旨在对水锤（Water Hammer）现象进行深入的分析和讨论。
水锤是液压系统中一种常见的液体流动现象，它产生的原因是流体运动的突变引起的瞬时压力波动。
这种压力波动可能对液压系统和管道设备造成严重的损坏和安全隐患。
因此，了解水锤现象的原因、分析方法和防止措施对于保护液压系统的正常运行至关重要。
2. 水锤的原因水锤的产生主要与以下几个因素有关：2.1 瞬时阀门关闭当液体流体系统中的阀门瞬间关闭时，液体的流动速度将突然减小或停止。
由于质量守恒定律，这意味着液体中的动能无法立即消失。
导致液体的动能转化为位能，从而引起压力的瞬间升高。
这种突然的压力变化可能对系统产生不可逆的损坏。
2.2 瞬间阀门打开与瞬时阀门关闭相反，液体流体系统中的阀门瞬间打开时，液体的流动速度将急剧增加。
这导致了瞬时的压力下降，这种压力变化可能会引起水锤。
2.3 气体陷阱在液压系统中，气体陷阱是指一小部分气体被困在液体中，随着液体流动，气体逐渐被压缩。
当流动突然改变速度或方向时，气体可能释放出来，形成压力波动，导致水锤。
3. 水锤的分析方法在液压系统中，我们需要采用适当的方法来分析水锤现象，以评估其对系统的影响。
常用的水锤分析方法包括：3.1 数值模拟方法数值模拟方法使用计算机模型对系统进行建模，并通过求解液体流动方程来模拟水锤现象。
这种方法可以提供详细的动态压力分布和流速变化信息，帮助工程师深入理解水锤现象。
3.2 简化模型方法简化模型方法是通过假设某些条件，简化复杂的水力系统，以便进行分析。
例如，可以使用压力波速度公式和管道特性来估计水锤的传播速度和幅度。
尽管这种方法可能无法提供完整的动态信息，但它可以为水锤问题的快速评估提供有用的近似结果。
3.3 实验方法实验方法是通过设计和进行现场或实验室实验来观察和测量水锤现象。
这种方法可以直接观察到实际系统中的压力变化和流速变化，为水锤问题的解决提供实证依据。
循环水系统水锤过程分析
循环水系统水锤过程分析2月11日A值白班，#1、2机组同时停运，循环水系统仅启动了#1机循泵A，通过循化门联通#1、2机组循环水系统以保证闭冷水的冷却。
启动变恢复操作需要停止#1机组的循泵A。
当循泵A停止时集控楼、生产楼及循泵房均出现剧烈的振动；循泵A出口连接橡皮圈被顶出且撕裂。
基于此现象可以初步判断循环水系统出现水锤现象。
【水锤（Water Hammer），或称水击，意指水流于长管路中流动，此时若将管路下游之阀门快速关闭，水流之流动具有惯性之动量，因此水流之惯性动量持续往前推挤，造成管内压力急速上升，造成管路受到破坏】水锤能量全过程分析可能是由于循泵出水往凝器方向传递，并逐渐停止水流，一部分水由凝器循环水管排出至回水管，另一部分水由动能变为重力势能。
此为水回流的第一股能量；当水停止流动时系统中仍然存在着压力势能，此时压力较高的凝器侧循环水母管需要想压力较低的循泵侧泄压。
#2机循环水系统也出现这样的过程。
此为水回流的第二股能量。
由于循泵停泵逻辑为先关门至70%左右，再停泵，最后将门全部关闭。
当门全部关闭后，由于水流不断往凝器方向流动，而循泵侧又没有工质补入，直接导致管路中有真空出现。
此为水回流的第三股能量；Ⅰ、Ⅱ期循泵联络运行，虽然联络管路较之循环水母管比略小，但是毕竟Ⅱ期循泵供水母管仍有压力存在必然会产生流动。
此为水回流的第四股能量（在系统中未明显显现）。
以上四股能量在下面详细分析主次方面：1、重力势能主要存在于#1、2机组凝器循环水进水管（4根）。
仅从泵出口管和凝器循环水进水管高度差来比较不会大于3米。
这股能量不可能为循环水回流提供过大的动能。
可以认为是造成水锤作用的次要方面。
2、压力势能主要存在于#1、2机组循环水母管中间。
#1机循环水母管压力0.48bar，#2机循环水母管压力0.28bar。
这样的压力远远低于双循泵运行的工作压力。
循泵停止后压力逐渐卸去，压力势能转化为水回流的动能。
这个方面的转化不可避免，但即使此过程能量100%转换且无摩擦力，那么在水回到循泵出口蝶阀时提供的压力也应该小于0.48bar。
水锤计算的解析法
第三节水锤计算的解析法(总13页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第三节水锤计算的解析法一、直接水锤和间接水锤（一）直接水锤若水轮机开度的调节时间≤ 2L/c，则在水库反射波到达水管末端之前开度变化已经结束，水管末端只受因开度变化直接引起的水锤波的影响，这种现象习惯上称为直接水锤。
由于水管末端未受水库反射波的影响，故基本方程式(14-5)和式(14-6)中的函数f(t-x/c)，用以上二式消去F(t+x/c)的直接水锤公式从式（14-13）可以看出，当开度关闭时，管内流速减小，括号内为负值，△H为正，发生正水锤，反之，当开启时，△H为负，发生负水锤。
直接水锤的压强界与流速变(V -Vo )和水管特性（反映在波速c 中）有关，而与开度的变化速度、变化规律和水管长度无关。
若管道中的初始流速Vo=5m/s,波速c=1000m/s,在丢弃全负荷时若发生直接水锤，△H将达510m，因此在水电站中直接水锤是应当绝对避免的。
（二）间接水锤若水轮机开度的调节时间>2L/c,则在开度变化终了之前水管进口的反射波已经到达水管末端，此反射波在水管末端将发生再反射，因此水管末端的水锤压强是由向上游传播的水锤波F和反回水管本端的水锤波f叠加的结果，这种水锤现象习惯上称为间接水锤。
显然，间接水锤的计算要比直接水锤复杂得多。
间接水锤是水电站中经常发生的水锤现象，也是我们要研究的主要对象。
二、水锤的连锁方程利用基本方程求解水锤问题，必须利用已知的初始条件和边界条件。
初始条件是水轮机开度未发生变化时的情况，此时管道中为恒定流，压强和流速都是已知的。
对于图14-1的简单管，边界条件是利用A、B两点。
B点的压强为常数，令ζ=△H/Ho，则=0,水锤波在B点发生异号等值反射。
A点的边界条件较为复杂，决定于节流机构的出流规律。
从《水力学》中我们知道水斗式水轮机喷嘴的边界条件可表达为式中v-管道中的相对流速，V=V/Vmax., V为管道中任意时刻的流速，Vmax为最大流速；τ-喷嘴的相对开度，, w为喷嘴任意时刻的过水面积，为最大面积；ζ-水锤相对压强，ζ=（H-Ho）/Ho，H为管末任意时刻的压力水头，Ho为初始水头。
水锤现象及解决方案
当采用异步电机供水时，异步电机在全压起动时，从静止状态加速到额定转速所需时间极短。
这就意味着在极短的时间里，水的流量从零猛到额定流量。
由于流体具有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。
水锤效应有极大的破坏性：压强过高，将引起管子的破裂，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。
水力发电厂的水轮机在进水叶动作时也会发生这种现象.据我老师说他还碰到过进水叶因关闭过快而引起压水管爆裂的事故.水锤效应是一种形象的说法.它是指给水泵在起动和停车时，水流冲击管道，产生的一种严重水击。
由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流动自如。
当打开的阀门突然关闭或给水泵停车，水流对阀门及管壁，主要是阀门或泵会产生一个压力。
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，这就是水利学当中的水锤效应”，也就是正水锤。
相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后，也会产生水锤，叫负水锤，但没有前者大。
另一种关于水锤效应的说法:异步电动机在全压启动时，从静止状态加速到额定转速,水的流量从零猛增到额定流量.由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，因此，在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击，并产生空化现象.压力冲击将使管壁受力而产生噪音，就像锤子敲击管子一样，称为水锤效应.采用恒压供水，可以通过对时间的预置来延长启动和停车过程，使动态转矩大为减小，从而从根本上消除水锤效应.实际上，水锤出现在起泵和停泵两种情况下。
停泵时，如果是扬程很高，泵通过关断电源自然停止，水会逆向砸下来，形成水锤。
解决的办法是采用变频器或软起动器，用变频器最好，要多舒缓都可以，但是如果不需要调速，成本就高了，用软起动器就可以了，大多数软起动器具有软起和软停双重功能。
水锤产生的另一个原因是水管中有空气，空气柱在突然降压时会膨胀，推动水柱运动，这样气推水，水推气，形成水锤，形成大的破坏力。
冷热水管道中的水锤现象
冷热水系统中的水锤现象意大利卡莱菲公司北京办事处舒雪松冷热水管道中的水锤现象指管道中的水流在极短的时间内迅速地停止或加速，因此所造成的有力的冲击。
比如说，在迅速关闭水龙头，或水泵起停时，经常听到‘嘭’一声短暂的闷响。
这就是典型的‘水锤现象’。
这种冲击的能量来自于管道内水流速度突然的改变。
‘水锤’这一名词来源于古代的一种兵器‘攻城槌’，它运用于攻克城墙或城门，它造成的冲击力与水锤现象类似。
图1‘攻城槌’由一个长木棒制成，在木棒的顶端有一个铁锤，它能产生的冲击力大小取决于操作武器的士兵的力量。
（见图1）而水锤力量的大小却由很多因素决定。
管道中静止的水只具有‘潜能’，即由它的定额所决定的能量。
当定额降低并接近海平面时，其潜能减弱并消失。
如果假定海平面为‘0’，高于海平面的海拔高度‘z’,物体质量为m,那么它所具备的能量为mgz：其中‘g’为重力加速度（9.81m/s2）。
如果管道中的水以一定的速度‘v’流动，在潜能上又加入了动能，约为1/2 mv2。
这种运行的能量来源于mv, 它代表了水的运动量，即组成水的每一滴水的运动量总和。
就如前面提到的一样，当猛然关闭阀门或水泵时，水的流速突然变为零（v=0），其动能也消失（1/2 mv2=0）同样它的运动量也消失（mv=0）。
但是，水所具备的能量不可能就这样瞬间溶解，它改变为‘压力波’，以声速在管道内传送。
这就是‘水锤现象’。
它所产生的高压能超过100bar ，而其延续的时间也就仅百分之几秒。
由于其速度如此快捷，管道上的压力表根本无法显示出管道系统内这种瞬间弹性的压力波动。
理论上说，水不能被压缩，但为了更好地解释高压的产生，我们必须承认水是能被压缩的，如同气体一样。
根据Hoorce 定律，如果将1立方米水压缩1bar ，它体积将减少50cm 3。
当关闭一段管道末端的阀门时（如图2所示）。
与阀门接触的水受到压缩，通俗地说, 水‘缩短’了。
因此它的部分动能改变为压力能量。
循环水系统水锤计算分析及防护措施
有无“ 驼 在 ３ ０ 基 础值 峰 ” “ 或 膝 ｍ 部” 状升高 实 际值 有 以上 ３． １ ０
４１０ ，ｍ
在 ２ｍ ０
大于
大于 ２
行工况为二台机组配三 台循环水泵 。取水河段频率
以上 ２．— ３ ０
３ ２ ４．ｍ
５０ ０ｍ ｌ６ ６ｏ
２ ／ ． ｍｓ ５ １４ ． — ６
管道接头达数百个 ， 管道接头存在脱 出隐患。在设
计 时应 考 虑采 取 有效 的防 范 措施 减 少 、 免 水锤 对 避
循 环 水 系统 的影 响 ， 确保 安 全运 行 。
般情况下以停泵水锤对设备和输水管道安全 的威 胁最 为严 重 ， 泵 水锤 是水 锤 现象 中的一种 ， 停 指
２．１ｍ／ １ ｓ
Ｐ＝１ ％设计洪水位 ８ ． 保证率 Ｐ＝９ ％ ８２ ０ ｍ， ７ 枯水位 ５ ． 全年平均水位 ５ ． 。 １６ ３ ｍ， ９２ ｎ 频率 Ｐ＝ｌ ０ｌ ％设计洪 水位与保证率 Ｐ＝ ７ 枯水位的差值为 ３ ． 。 ９％ ６ ６Ｔ ６Ｉ Ｉ
收稿 日期：０ １ １ － ８ 修 回日期 ：０ ２ ０ — １ ２ １－ ２ ２ ； ２ １ — １３
１ 引言
某 电厂 直流循 环 水 系统 ， 水 由循 环 水泵 提升 、 河
循环水泵房内径 ｔ２ ．ｍ， ｈ ２ 运行层高程 ８． ｉ ０ ９ ， ０ｎ 水泵层高程 ４ ． 泵房深 ４ ． 。 ７０ ６ ｍ， １ ０ｎ 泵房安装 ４ ４Ｉ 台 ＹＧ ６２ Ｊ ５— １型直 联立 式 蜗 壳离 心 水 泵 （ 量 Ｑ＝５２ 流 ． ０ ｍ／ 扬程 Ｈ＝ ５ ０ｍ， ３， ｓ ３ ． 转速 ｎ ３ ０ ／ ｉ， ５ ＝ ７ ｍｎ 比转速 ｒ
水锤的工作原理
水锤的工作原理水锤是指在液体流动管道中，当管道中的液体流动突然停止或改变时，液体惯性作用产生的冲击波。
这种冲击波会导致管道产生压力冲击，从而对管道和相关设备造成损坏。
水锤现象在日常生活和工业生产中频繁发生，对我们的生活和社会都有一定的影响。
本文将详细介绍水锤的工作原理，包括形成过程、产生原因以及可能带来的危害，并提出一些预防措施。
一、水锤形成过程1. 流体管道中的液体流动突然停止或改变方向；2. 液体的运动状态由流动变为静止，导致液体惯性作用产生；3. 惯性作用产生的冲击波在管道中传播；4. 冲击波反复反射，形成连续的压力波。
二、水锤的产生原因1. 阀门或闸门的突然关闭：阀门或闸门的关闭速度过快，液体无法迅速停止流动，导致产生水锤；2. 泵的突然停止运行：泵的停机速度过快，泵内的液体惯性作用产生冲击波，引发水锤；3. 压力传感器的突然故障：压力传感器故障使得控制系统无法及时调整管道中的液体流量，导致水锤现象；4. 管道设计不合理：管道设计中的过渡段、弯管过多等因素，可能导致流体流动的突变，促使水锤产生。
三、水锤可能带来的危害1. 管道震动和噪音：水锤时管道会受到冲击力的作用，产生震动和噪音，给生活和工作带来不便；2. 管道损坏和破裂：水锤会产生大量的冲击力，对管道和连接件造成损坏或破裂，引发泄漏事故；3. 设备故障和失效：水锤可能导致设备过载、轴承损坏、密封失效等问题，短期或长期会减少设备寿命；4. 能源浪费：由于水锤会产生大量的能量损失，导致系统能源的浪费。
四、预防水锤的措施1. 合理设计管道：管道设计中应避免急转弯、过渡段过长等问题，减小液体流动的突变，降低水锤的发生概率；2. 安装缓冲装置：在流体管道中设置缓冲罐、减压阀等缓冲装置，减小水锤的冲击力；3. 控制阀门和闸门的关闭速度：关闭阀门或闸门时，控制关闭速度，减少液体停止流动时的惯性作用；4. 检修设备传感器：定期检修和维护压力传感器等设备，确保其正常工作，及时调整管道中的液体流量；5. 实施流量控制：通过控制系统实时监测和控制管道内的液体流量，避免水锤的发生。
冷热水管的水锤现象
冷热水系统中的水锤现象冷热水管道中的水锤现象指管道中的水流在极短的时间内迅速地停止或加速，因此所造成的有力的冲击。
比如说，在迅速关闭水龙头，或水泵起停时，经常听到‘嘭’一声短暂的闷响。
这就是典型的‘水锤现象’。
这种冲击的能量来自于管道内水流速度突然的改变。
‘水锤’这一名词来源于古代的一种兵器‘攻城槌’，它运用于攻克城墙或城门，它造成的冲击力与水锤现象类似。
图1‘攻城槌’由一个长木棒制成，在木棒的顶端有一个铁锤，它能产生的冲击力大小取决于操作武器的士兵的力量。
（见图1）而水锤力量的大小却由很多因素决定。
管道中静止的水只具有‘潜能’，即由它的定额所决定的能量。
当定额降低并接近海平面时，其潜能减弱并消失。
如果假定海平面为‘0’，高于海平面的海拔高度‘z’,物体质量为m,那么它所具备的能量为mgz：其中‘g’为重力加速度（9.81m/s2）。
如果管道中的水以一定的速度‘v’流动，在潜能上又加入了动能，约为1/2 mv2。
这种运行的能量来源于mv, 它代表了水的运动量，即组成水的每一滴水的运动量总和。
就如前面提到的一样，当猛然关闭阀门或水泵时，水的流速突然变为零（v=0），其动能也消失（1/2 mv2=0）同样它的运动量也消失（mv=0）。
但是，水所具备的能量不可能就这样瞬间溶解，它改变为‘压力波’，以声速在管道内传送。
这就是‘水锤现象’。
它所产生的高压能超过100bar ，而其延续的时间也就仅百分之几秒。
由于其速度如此快捷，管道上的压力表根本无法显示出管道系统内这种瞬间弹性的压力波动。
理论上说，水不能被压缩，但为了更好地解释高压的产生，我们必须承认水是能被压缩的，如同气体一样。
根据Hoorce 定律，如果将1立方米水压缩1bar ，它体积将减少50cm 3。
当关闭一段管道末端的阀门时（如图2所示）。
与阀门接触的水受到压缩，通俗地说, 水‘缩短’了。
因此它的部分动能改变为压力能量。
这时，其压力由P 变为P+△P ，△P 即是超出的压力。
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循环水系统水锤过程分析
2月11日A值白班，#1、2机组同时停运，循环水系统仅启动了#1机循泵A，通过循化门联通#1、2机组循环水系统以保证闭冷水的冷却。
启动变恢复操作需要停止#1机组的循泵A。
当循泵A停止时集控楼、生产楼及循泵房均出现剧烈的振动；循泵A出口连接橡皮圈被顶出且撕裂。
基于此现象可以初步判断循环水系统出现水锤现象。
【水锤（Water Hammer），或称水击，意指水流于长管路中流动，此时若将管路下游之阀门快速关闭，水流之流动具有惯性之动量，因此水流之惯性动量持续往前推挤，造成管内压力急速上升，造成管路受到破坏】水锤能量全过程分析可能是由于循泵出水往凝器方向传递，并逐渐停止水流，一部分水由凝器循环水管排出至回水管，另一部分水由动能变为重力势能。
此为水回流的第一股能量；当水停止流动时系统中仍然存在着压力势能，此时压力较高的凝器侧循环水母管需要想压力较低的循泵侧泄压。
#2机循环水系统也出现这样的过程。
此为水回流的第二股能量。
由于循泵停泵逻辑为先关门至70%左右，再停泵，最后将门全部关闭。
当门全部关闭后，由于水流不断往凝器方向流动，而循泵侧又没有工质补入，直接导致管路中有真空出现。
此为水回流的第三股能量；Ⅰ、Ⅱ期循泵联络运行，虽然联络管路较之循环水母管比略小，但是毕竟Ⅱ期循泵供水母管仍有压力存在必然会产生流动。
此为水回流的第四股能量（在系统中未明显显现）。
以上四股能量在下面详细分析主次方面：
1、重力势能主要存在于#1、2机组凝器循环水进水管（4根）。
仅从泵出口
管和凝器循环水进水管高度差来比较不会大于3米。
这股能量不可能为
循环水回流提供过大的动能。
可以认为是造成水锤作用的次要方面。
2、压力势能主要存在于#1、2机组循环水母管中间。
#1机循环水母管压力
0.48bar，#2机循环水母管压力0.28bar。
这样的压力远远低于双循泵运行
的工作压力。
循泵停止后压力逐渐卸去，压力势能转化为水回流的动能。
这个方面的转化不可避免，但即使此过程能量100%转换且无摩擦力，那
么在水回到循泵出口蝶阀时提供的压力也应该小于0.48bar。
这一能量应
该是造成水锤作用的次要方面。
3、真空出现主要由于关门作用引起，循泵蝶阀关闭越快则真空越大。
对于
循环水系统来说，在停泵时出口门突然关闭的情况下在门后必然出现真
空。
循环水流量很大，单泵运行的情况下就可以达到20000T/H以上，
所以门关闭快慢决定真空度的大小，也决定水锤的性质如何。
#1机循泵
A，发出停泵指令后11S门关闭至70%左右，触发停泵信号，18S(包括
门限位变绿后仍有3S关门时间)门全部关闭，A泵出水门关闭全过程
29S。
#1机循泵B，发出停泵指令后6S门关闭至70%左右，触发停泵信
号，32S(包括门限位变绿后仍有3S关门时间)门全部关闭，B泵出水门
关闭全过程38S。
#2机循泵触发停泵信号后关门时间为30S(包括门限位
变绿后仍有3S关门时间)。
防止出现直接水锤的原则是停泵后的关门时
间Ts大于水锤波的相长T。
由此看来停泵后的关门时间长短是影响水锤
性质的关键因素。
从A泵停泵后出口门关闭的时间为18S，B泵停泵后
出口门关闭的时间为32S可以看出端倪。
A泵的出口门关闭速度较快是
产生本次水锤的主要原因。
4、Ⅱ期循环水系统倒入Ⅰ期循环水系统按照理论上分析存在这样的情况，
但是在Ⅰ期最后一台循泵跳闸后，循环水母管压力近乎于0。
由此看来
这股能量仅仅是造成水锤作用的次要方面。
按照循泵蝶阀关闭时间的设计来分析，当关门时间Ts大于水锤波的相长T 时，在阀门关闭过程中，反射回来的水锤波到达阀门时，阀门尚未完全关闭，水锤波导致的压强增值受到了干扰，水锤峰值被削减，这种水锤称为间接水锤。
在同一条件下，直接水锤比间接水锤的危害性要大得多。
通过控制阀门的关闭状态，造成间接水锤的形成条件来实现管道系统的水锤防护的。
#1、2机组循泵A、B的循环水系统基本相似，因此个人认为循泵蝶阀的关闭时间不应该出现较大出入，而且水锤波的相长T与水击波速c和阀门与整个管系长度L有关。
循泵关门时间Ts多少应该进行详细计算后得出。
循环水系统水锤最为有效、最低成本解决方法是：开启或关闭阀门时，阀门之开孔避免过快关闭，换言之，不要使管路中之水流速度发生遽烈改变。