长距离供水管线水锤防护措施
供水管道消除或减轻水锤的防护措施
供水管道消除或减轻水锤的防护措施供水管道壁光滑，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。
一、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：如三通、弯头、异径管等节点的水泥止推墩制作不符合要求。
二、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。
三、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。
因此，应根据当地实际情况选用合理的水泵扬程。
事故停泵后，应待止回阀后管道充满水再启动水泵。
启泵时水泵出口阀门不要全开，否则会产生很大的水冲击。
很多泵站的重大水锤事故多在这种情况下产生。
长距离输水管线水锤防护措施技术探讨
长距离输水管线水锤防护措施技术探讨摘要：长距离输水管线中水锤防护具有重要的意义，本文介绍了几种常见水锤防护措施，并以张家口云州水库调水工程为例，着重介绍缓冲排气阀和箱式双向调压塔在工程的作用。
关键词：长距离，水锤防护，缓冲排气阀，双向调压塔Abstract: the long distance delivery pipe line water hammer protection has an important meaning, this paper introduces several common water hammer protection measures, and with zhang cloud state water transfer project reservoir as an example, this paper introduces buffer exhaust valve and box pressure regulating tower in the project of the two-way role.Keywords: long distance, water hammer protection, buffer exhaust valve, the double pressure regulating tower1、引言我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源占有量很低。
有些地区水已成为制约经济发展的“瓶颈”。
新中国成立以来，随着工农业的发展，科学技术的进步，我国兴建了40多万处泵站工程。
已建和正在修建的许多大型泵站工程，向几十公里甚至更远的地方供水。
在长距离输水工程中，对泵供水系统安全危害较大的是水锤事故，不少工程因水锤而遭受严重破坏。
水锤事故的成因不同，产生危害也不同，有的造成压力管道破坏（即爆管），有的造成泵房被淹，有的设备被打坏，伤及操作人员等，给正常的生活的生产带来了严重的影响和经济损失。
水锤防护的措施
水锤防护的措施水锤是流体力学中的一个现象，当流体在管道中瞬间停止或者改变流速时，会产生压力波动导致水锤现象。
水锤不仅会对管道系统造成损坏，还会危及系统的安全性。
因此，水锤防护的措施对于管道系统的稳定运行至关重要。
下面将介绍一些水锤防护的常用措施。
1. 安装减压阀减压阀是一种常见的水锤防护设备，它能够通过控制阀门的开启和关闭，调节管道中的流速和压力。
当管道中发生水锤现象时，减压阀能够通过及时调节阀门的开启程度，迅速降低压力波动，保护管道系统不受损坏。
2. 安装水锤消除器水锤消除器是一种专门用来消除水锤现象的装置。
它通常由容器、气体和液体组成。
当水锤波动传播到水锤消除器时，液体会进入容器中，同时气体被压缩。
当压力波动消失后，液体会再次流回管道中，气体也会扩张回复原状。
通过这种方式，水锤消除器能够迅速减少和消除压力波动，保护管道系统。
3. 采用缓冲罐和膨胀节缓冲罐和膨胀节是常用的水锤防护装置，通过扩大管道系统的容积来消除水锤现象。
缓冲罐和膨胀节一般安装在管道上，当管道中发生水锤现象时，罐内的空气或液体会吸收压力波动，起到平衡和缓冲的作用，从而保护管道系统。
4. 合理设计管道系统合理设计管道系统是最根本的水锤防护措施。
设计时需要充分考虑流体的流速、管道的长度、截面积以及弯曲角度等因素，尽量减少管道系统内的尖锐转弯和突然截面变化。
此外，根据具体情况合理安排水泵的工作方式和启停时间，也能有效减轻水锤现象。
5. 定期维护和检查定期维护和检查是水锤防护的重要环节。
定期检查管道系统的工作状态，例如检查管道上的阀门、减压阀、缓冲罐和膨胀节等设备是否正常运行，是否存在漏水或损坏。
同时，要定期检查管道内的流速和压力情况，记录管道系统的工作数据，及时发现问题并采取措施修复，以保证管道系统的安全稳定运行。
6. 培训员工提高员工对水锤防护的认识和培训是必要的。
员工要了解水锤的原理和危害，掌握水锤防护的措施和应急处理方法。
只有员工具备了水锤防护的相关知识和技能，才能够在实际操作中及时发现和解决问题，最大限度地保护管道系统的安全。
供水管道系统水锤分析及防护措施
供水管道系统水锤分析及防护措施摘要：水锤现象是引发城市供水系统设备损坏以及管道破裂的根本原因之一，对于水锤现象的防护一直都是供水管道系统设计与建设需要考虑的重点问题。
本文作者根据自身研究水锤现象多年的实际经验，对供水管道系统水锤分析及防护措施展开了深入的调研与分析，并给出有效的防护措施，希望能对相关行业起到一定的促进作用。
关键词：供水管道；水锤分析；防护措施引言：在进行水锤防护措施的分析时，首先应该对于供水管道系统水锤现象入手，找到水锤现象发生的具体原因，根据不同原因针对性设置对应的水锤防护措施，进而使水锤现象能够得到有效的控制，提升供水管道系统的安全性与稳定性。
一、供水管道系统水锤现象的分析在供水管道系统运行的过程之中，如果出现了不可预测性的停电现象，或者给水阀门的关闭速度过快时，就会由于水流压力的惯性产生一道非常猛烈的水流冲击波，该冲击波产生而发出的声音类似于锤子在进行敲打的声音，这就是我们所说的水锤现象。
水锤现象产生的应力极大，有时候有着很强的破坏力，严重时甚至会破坏供水系统的阀门或者水泵。
水锤效应是指水在供水管道的内部，由于供水管道内壁过于光滑，所以水流较为自如，而当管道阀门突然关闭时，水流的流动会发生方向性的紊乱，从而产生内部应力，对于阀门会产生一个压力，由于供水管网的内壁过于光滑，水流在惯性的作用下应力迅速达到最大化，从而产生了强大的破坏作用，这种破坏作用在流体力学之中被称为水锤效应，也就是我们常说的正水锤。
在进行供水管网供水管道的建设之中，必须要考虑到水流的水锤现象。
与正水锤相对的是负水锤，是因为关闭后的阀门突然打开而造成的水锤现象，这种水锤现象与正水锤现象相比破坏力较小，但也存在着一定的破坏力。
如果供水管道系统的电动机组突然启动，也会引发压力的冲击现象以及水锤效应，这种压力增大而产生的冲击波会沿着管道进行传播，非常容易造成管道内部的压力超过负荷，导致管道碎裂以及供水设备的损坏现象，因此，在供水管道系统的修建之中，对于水锤效应的防护也就成为了关键性技术之一[1]。
多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施
多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施摘要：我国水资源相对贫乏，且分布极不平衡，今后随着城市化、工业、农业的发展，将更加注重水资源的合理配置。
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。
随着南水北调和引汉济渭工程的顺利实施，我国将会实施越来越多的水资源优化工程。
关键词：多分水口；长距离输水；停泵水锤；防护措施引言目前，计算水锤的方法主要有图解法、解析法和电法。
其中，电算法以运动方程和连续方程为基础，采用微分方法求解积分问题。
在电算法中，最常用的是特征线法和波特征法。
特征线方法是一种比较常用的方法，它具有清晰的物理概念，能够对复杂的边界条件进行求解，能够满足数值求解的要求。
1.案例分析某大型供水工程输水线路从泵站提水至末端净水厂结束，管路总长106.46km，泵站取水口至1号分水口输水管径为DN2000，管壁厚度为300mm；1号分水口至2号分水口段输水管径为DN1800，管壁厚度为280mm；3号分水口至末端输水管径为DN1600，管壁厚度为250mm。
管材均为预应力钢筒混凝土管（PCCP)，糙率为0.012。
总输水流量为3.07m³/s，沿线共有七个分水口。
泵站共设5台DFSS600-13/6型卧式离心泵，单泵转速为945r/min，运行流量为0.7675m³/s，设计扬程为40.75m，站前最低、设计及最高运行水位分别为210.8m、212.05m和219.97m。
输水线路过长除了会造成日常检修维护困难外，还会在事故发生时由于响应迟缓导致管道及其他部件遭受严重破坏，因此为了确保安全运行通常需要采取多重水锤防护措施进行管道防护。
1.1.抽水断电无保护过渡过程的计算输水系统在实际运行期间有多种运行工况，不同工况下工程沿线的测压管水头和内水压力都有较大的不同，最危险工况为泵站工作水泵同时抽水断电且泵站取水口水位为最低运行水位，因为此时水泵扬程最高，发生停泵事故泵后产生的压降最大。
长距离供水管线水锤防护措施
长距离供水管线水锤防护措施摘要：水锤是影响长距离压力输水工程安全运行的一个重要因素，不少工程因水锤而引起爆管，造成了严重的经济损失.长距离有压输水管道易发生水锤危害，尤以高扬程多起伏管道水锤防护难度最大，发生水锤的可能性最大。
由于长距离输水工程管线长，管道起伏大，要求输水保证率高，因此工程的安全运行问题越来越受到科研、设计、施工及运行管理人员的重视。
本文结合水锤特征，根据长距离输水管道系统的特点，提出有效的水锤防护措施。
关键词：长距离；输水系统；水锤防护我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源占有量很低。
有些地区水已成为制约经济发展的“瓶颈”。
新中国成立以来，随着工农业的发展，科学技术的进步，我国兴建了40多万处泵站工程。
已建和正在修建的许多大型泵站工程，向几十公里甚至更远的地方供水。
在长距离输水工程中，对加压供水系统安全危害较大的是水锤事故，不少工程因水锤而遭受严重破坏。
水锤事故的成因不同，产生危害也不同，有的造成压力管道破坏（即爆管），有的造成泵房被淹，有的设备被打坏，伤及操作人员等，给正常的生活的生产带来了严重的影响和经济损失。
由于泵站工程在国民经济建设中作用重大，其安全经济运行也备受人们重视。
1 水锤定义及特性1.1 水锤定义在有压管路中流动的液体，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵或水轮机组突然停车等）使得液体流速发生突然变化，并由于液体的惯性作用，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。
1.2 水锤特性水锤实际上是由于水流速度变化而产生的惯性力。
当突然启闭阀门时，由于启闭时间短、流量变化快，因而水击压力往往较大，而且整个变化过程是较快的。
由于管壁具有弹性和水体的可压缩性，水击压力将以弹性波的形式沿管道传播。
水击波传播过程中，在外部条件发生变化处均要发生波的反射。
发射特性决定于边界处的物理特性。
2 长距离供水管线水锤防护的必要性2.1 水锤产生原因水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，就象锤子敲打一样。
长距离重力输水管道关阀水锤防护措施总结
2019年第6期2.2.1准备工作过热器、蒸发器、省煤器安装前，要在预制场内搭设钢平台，逐片对吊挂管、一、二次过热器、光管蒸发器、鳍片蒸发器、省煤器在平台上进行校验、通球、水压试验。
通球试验采用钢球、钢球直径要满足规范要求。
通球、试压完毕后及时吹干并用管帽及时封闭管口。
2.2.2吊挂管安装先将吊挂管支撑梁按图纸要求就位，并固定牢固，按图纸设计要求在支撑梁上划线，将吊顶管按划线位置逐根就位、焊接。
2.2.3过热器的安装由于管排整体强度较低，为了便于安装，防止管排在吊装过程中二次变形。
在吊装时采用专用卡具固定，防止安装时造成受力弯曲。
吊装时，采用5t 卷扬机与25吨汽车吊配合安装，吊车将过热器片吊装至锅炉东侧后，5t 卷扬机从炉内将过热器片上部吊装就位。
由于管排有管接头，需要穿出后墙水冷壁，根据现场条件，过热器吊装至安装高度后，用麻绳或铁丝绑扎管口，将管口牵引至后墙水冷壁预留口处，管排就位后，要立即对口焊接，依次逐片安装。
2.2.4蒸发器安装蒸发器分光管蒸发器、鳍片蒸发器两种，吊装时采用与过热器相似的吊装方法。
由于过热器安装就位后，拆除过热器吊装用临时滑轮组吊装梁，将临时吊装梁焊接与光管蒸发器顶部，离过热器底部间距大于300mm ，焊接完毕后，将光管蒸发器依次吊装就位，并及时焊接。
2.2.5省煤器安装在进行省煤器安装前，必须将锅炉前墙水冷壁吊装就位。
就位后，安装省煤器吊挂横梁，安装时要复测标高，确保安装精度。
将省煤器按上述方法依次、逐片吊装就位。
就位后，及时将吊耳销轴安装就位，并按图纸要求固定。
2.3.6集箱安装由于锅炉系统处于全吊挂状态，为了保证集箱在对口时不发生位移，在集箱找正就位后，用型钢做临时固定框，将集箱固定在钢柱上固定框要生根于框架上。
2.4水压试验水压试验要根据《电力建设施工技术规范》规定进行，试压方案要经过审批，升压速率必须符合规范要求，试验用水须采用合格的除盐水，水质、水温应符合设备技术文件规定，《电力基本建设热力设备化学监督导则》、《电站锅炉压力容器检验规程》、《电力工业锅炉压力容器监察规程》有关规定执行。
水锤作用产生的危害及防范措施
水锤作用是指在管道中流体的流动过程中，由于流速的变化而产生的压力波动。
水锤作用的产生会对管道和设备造成严重的危害，因此需要采取相应的防范措施。
下面将对水锤作用产生的危害及防范措施进行详细介绍。
一、水锤作用的危害
管道和设备的破坏：水锤作用会产生巨大的压力波动，对管道和设备造成严重的冲击和破坏，导致管道和设备的损坏和失效。
噪声和振动：水锤作用会产生巨大的噪声和振动，对周围环境和设备造成严重的影响，影响人们的生活和工作。
安全事故：水锤作用会导致管道和设备的破坏和失效，可能引发火灾、爆炸等安全事故，对人们的生命和财产造成严重的威胁。
二、水锤作用的防范措施
安装减压阀：减压阀可以控制管道中的压力，避免压力过高而产生水锤作用。
安装缓冲器：缓冲器可以吸收水锤作用产生的压力波动，减少对管道和设备的冲击和破坏。
控制流速：控制管道中的流速，避免流速的突然变化而产生水锤作用。
定期检查和维护：定期检查和维护管道和设备，及时发现和处理管道和设备的问题，避免水锤作用的产生。
加强安全教育：加强对工作人员的安全教育，提高他们的安全意识和应急处理能力，避免安全事故的发生。
总之，水锤作用的产生会对管道和设备造成严重的危害，因此需要采取相应的防范措施。
安装减压阀、缓冲器，控制流速，定期检查和维护，加强安全教育等措施都可以有效地避免水锤作用的产生，保障管道和设备的安全和稳定运行。
长距离有压管道水锤预防措施分析
长距离有压管道水锤预防措施分析发布时间：2022-08-09T07:57:59.386Z 来源：《工程建设标准化》2022年第7期作者：孙德彬[导读] 随着经济社会的持续快速发展，长距离供水工作面临着挑战与考验，有必要对长距离有压管道水锤问题进行分析处理，并通过行之有效的预防措施，降低其危害及影响。
孙德彬新疆昌源水务准东供水有限公司，新疆昌吉州 831100摘要：随着经济社会的持续快速发展，长距离供水工作面临着挑战与考验，有必要对长距离有压管道水锤问题进行分析处理，并通过行之有效的预防措施，降低其危害及影响。
为此，下文介绍了水锤预防的意义，分析了长距离有压管道水锤的产生及危害，并结合相关实践经验，从调压塔、注排气阀以及超压泄压阀等设备设施方面，探讨了长距离有压管道水锤的预防措施，阐述了个人对此的几点浅见。
关键词：长距离有压管道；水锤影响；预防措施；方法路径当前，经济社会发展对水资源的需求日益增加，对长距离有压管道的运行状态提出了更高要求。
在此形势下，技术人员应明确水锤问题的产生原因及危害，并合理采用方式方法予以预防控制，保证供水管道运行平稳。
1水锤预防的意义供水工程是满足现代经济社会快速发展的重要载体，其运行状态的优劣与经济社会发展质量密切相关。
在长距离有压供水管道中，其常见的水锤现象对供水效能影响深刻，若不注重采取具有针对性的预防措施，则极易导致长距离供水管道综合效能降低，甚至出现多种类型的供水安全隐患问题。
近年来，相关主管部门高度重视供水管道水锤预防技术的运用与创新，在精准有效辨识水锤诱因，强化水锤预防过程控制等方面制定并实施了系列性技术规范，为新时期水锤预防策略的细化完善提供了重要遵循与导向，在实践领域取得了令人瞩目的现实成就。
同时，各级各类供水企业同样在破解供水管道水锤预防技术难题，实现水锤预防控制长效机制建设方面进行了积极探索与研究，效果突出。
尽管如此，当前长距离有压管道水锤预防实践中依旧存在不同问题，束缚着供水管道实际效用的优化提升，必须做出专业技术研究与处理[1]。
浅谈长距离供水管道防止水锤效应的理论依据和技术措施
浅谈长距离供水管道防止水锤效应的理论依据和技术措施摘要：水锤效应是长距离供水管道中常见的一种物理现象，对供水管道的安全稳定运行十分有害，造成供水管道的破坏性极大，根据防止水锤效应的模型试验和具体的案例提出了防护措施，以确保长距离供水管道正常运行。
关键词：防止；长距离供水管道；水锤效应；措施我国的水资源分布极不均匀，就近取水己不能满足工业企业迅速发展的需要，为了确保供水，长距离供水管道也越来越多，而长距离供水其间的地形起伏较大，供水管道高差突变的情况很常见，系统突然停泵或阀门快开、快关等某种原因，供水管道内的压力发生剧烈波动，从而造成供水管道爆裂或凹瘪破坏，将严重影响供水系统的正常运行和人民的生命财产安全。
1. 水锤产生的条件和危害供水系统突然启、停泵或阀门快开、快关，单管道向20米以上的高处供水，补给水泵的扬程或工作压力过高，供水管道过长和供水管道中的水流速度过大，地形起伏变化大造成供水管道高差突变等因素都容易产生水锤效应。
供水管道内的压力大幅度波动，瞬间可能达到正常工作压力的几倍甚至几十倍，压力大幅度波动时引起供水管道剧烈振动；或供水管道压力降低，供水管道内水倒流造成水泵反转直至水淹泵房、泵房内的设备遭到破坏、供水管道接口处断裂或爆管，破坏性极大。
2. 水锤效应的模型试验2.1 优化设计的理论依据建立数学模型对防止长距离供水管的水锤效应进行优化设计提供了理论依据，以有压供水管道的运行时间和供水管道长度为自变量、压力和流量为因变量，建立的运动方程和连续方程是一对双曲线偏微分方程，加之计算机的出现和计算数学的迅速发展，将上述非线性双曲线偏微分方程沿其特征线变换成四个常微分方程，然后在变换成差分方程并配以各种边界条件可以联合求解。
基于以色列伯尔梅特公司在产生水锤效应分析方面的实践经验与成熟的数学模型并结合纳雍电厂二厂供水系统建立的数学模型和计算方法进行水锤分析。
目前无法求得闭合解，而施耐德提出的图解法计算方便，概念清晰，2.2 计算水锤效应的原始资料和数据纳雍电厂二厂供水系统的水锤分析按照6×300MW机组所需补给水量进行计算，升压泵房至二厂清水池之间的给水管道长为8225m，其间的地形起伏较大（补给水管线沿线纵断面布置详见图1），距升压泵出口7615m处为供水管道的制高点，高差为189m，之后至厂区清水池的供水管道长度为610m，连续下降的高差为43.5m。
高扬程长距离输水管线水锤分析与防护措施-90806
高扬程长距离输水管线停泵水锤分析与防护安荣云1陈乙飞2（1 上海理工大学城市建设与环境工程学院上海200090；2 深圳市华力大机电技术有限公司深圳518034）摘要：借助surge2008软件，结合某实际工程，得出了停泵水锤综合解决措施。
结果显示，对于长距离加压输水管路系统而言，止回阀的关阀方案、弥合水锤的针对性防护措施以及水击防护阀的功能和口径选择是非常重要的。
关键词：水击泄放阀、断流弥合水锤；数值模拟；水锤防护；注气微排阀近年来，长距离翻山越岭的输水项目越来越多。
这些扬程高、距离长、管线多起伏的加压输水管线系统，瞬态水力特性比较复杂，泵站与管线的水锤综合防护是一个值得研究的重大课题。
近几年，笔者参与了多个此类工程的水锤分析和现场调试，积累了一些经验和看法，在此与大家共享。
1 工程概况南方某长距离输水工程总设计流量0.07m3/s，管长总长约22km，采用DN300的钢管进行单管输水，水锤波速为1171.6m/s。
水锤相A65#节点发射μ1＝7454×2/1171.6＝12.72S；或A114#节点发射μ2＝12242×2/1171.6＝20.9S。
吸水池水位339 m，水泵200m @ 70L/S一台；最高节点A065高程493米（7454米处）；次高节点A114高程483.8米（12242米处）。
止回阀处最大静压：ΔZ＝493-340＝153m。
末端节点A186标高363m; 末端水池水位365.8m。
由末端调节阀调节系统流量，使水泵和管线工作在设计状态，结果形成末端余压102m，需要减压调流，还需要分析计算末端调节阀的开阀水锤和关阀水锤，以及可能的调节水锤，限于篇幅，本文不讨论这个也需要认真对待的比较复杂的技术问题。
经调节后管路系统的稳态水力坡度线如图1所示。
流速V=0.9m/s，水力坡度i=3.05‰。
请注意图1 所示的节点编号。
2. 瞬态水力分析2.1 数值计算求解方法水锤模拟计算软件为美国KENTUCKY大学的surge2008，水锤波的特征方程为基于弹性水柱理论的两个基本方程：（1）连续方程 2L H c Qt gA x∂∂=-∂∂ （2）动量方程1()L H Q f Q x gA t∂∂=-+∂∂ 两个非线性偏微分方程的数值求解方法为拉格朗日“波特性法”（Wave Characteristic Method ，简称WCM ），以瞬态管流源于管道系统水力扰动中的压力波的发生和传播这一物理概念为理论基础，通过追踪水锤波的发生、传播、反射和干涉，计算各节点不同时段的瞬态压力值。
水锤防护措施的设置
国外工程中的考虑
紧急情况 紧急情况是指断电时，某一压力控制装置又失灵的情况。其工况包括：
1. 涌波抑制器、调压室或调压阀中某一装置或建筑物失灵的工况； 2. 延长了为截断反向水流通过水泵而设置的止回阀的关闭时间，出现了最大反向水流 的工况。 3. 系统中的进排气阀不起作用。
工况发生概率非常小，根据极限抗裂强度或抗拉强度，建议安全系数取为2。 破坏情况 破坏工况是在最不利情况下，如像空气室中全部空气消失；阀门或闸门不正常地急速 关闭或开启；泵轴折断等保护设备失灵的工况。在破坏工况中，任何一种发生的可能 性都非常小，可根据极限抗裂强度或抗拉强度采用稍大于1的安全系数。
2 4 2 2 2 ( C2 C3 2C1 ) C2 C3 4C1C2 C3 4C2 C3 H0 H 2
26
C1 - D H Q= C2
水锤防护措施探讨
单向塔设置的理论方法：
以水锤波传播理论为基础，以事故停泵过程中的压力下降值为依据， 以调水系统不出现负压为控制标准。
HA
HB
I 1, N
hI
28
水锤防护措施探讨
无调压措施计算分析 泵后瞬时水锤降压 理 论 设 塔 分 析 确定首座单向塔位置和高度 通过首座单向塔的 瞬时水锤降压 依次类推 确定第n座单向塔位置和高度 单向塔面积与系统关阀方案选择 数值计算 满足方案目标？
单向塔设置的分析框图
三步走： 无调压措施分析 理论设塔方案分析 数值模拟复核优化
2 v0 Lf [Va ] 12 gH 0
[VT ] [Va ](1 1 )
VT k[VT ]
Va k[Va ]
35
2 v0 Lf gVa2 2 H 0 2 m( H 0 pa ) [l0 ] m( H 0 pa ) 2 2 g1 Va v0 Lf
长距离大管径输水管道水锤防护技术
长距离大管径输水管道水锤防护技术就现阶段来讲，水锤现象属于长距离大管径输水管道工程中较为常见的故障问题，一直以来都没有受到工程单位的重视。
为了保证供水系统的正常运行，必须对长距离大管径输水管道的水锤防护技术加以重视。
文中在对水锤防护技术的作用和危害进行分析之后，探讨输水管道气水两相流压力的特点，并试着提出水锤防护的优化措施。
标签：长距离；输水管道；大管径；水锤防护技术1、水锤防护技术的作用在对长距离大管径输水管道的水锤防护技术进行设计时需要经过繁琐的计算过程方可确定最佳的设计方案，也是因为水锤计算涉及的数据较多，计算困难较大，使水锤防护不利问题成为长距离大管径输水管道中较为常见的问题之一，对工程质量和使用性能的影响也是极大的。
在泵站建设系统中将水锤防护不利的问题作为泵站建设的首要问题来看待，可见，水锤防护不利对工程造成的重要影响。
2、水锤防护不佳的危害因水锤防护技术不佳所引发的事故类型有很多，且极具危害性，例如，水管破裂事故的发生会对周边区域的供水系统造成严重影响，如果不能采用有效的措施进行及时处理，将会导致大规模区域的用水情况受到影响，为居民的生活带来不便；水锤防护技术不佳造成的止回阀上顶盖和壳体出现破损现象，此类问题如果没有特定的检修维护机制很难及时发现，会形成大量的水资源浪费，对我国的资源利用率带来一定影响，较为严重的情况还会使水泵站面临被淹没的风险。
3、长距离大管径平坦地区输水管道的气水两相流压力特点针对平坦区域的长距离大管径输水管道而言，从管道的充水阶段到运行阶段水流可以呈现出六种流态，分别是层状、波状、气团状、泡沫状、段塞状和环状。
其中的层状和波状仅在管道充水阶段有所展示，而泡沫状、气团状和环状均属于过度流态，存在的时间相对较短，为此，段塞形态属于平坦区域管道水流的常态。
除此之外，段塞流态中还存在大气囊形态的特例现象，但在实际运行中这种形态并不常见，管道内的水流还是以段塞流态为主。
这就代表管道内的气体存在形式是以独立气囊的状态为主，这样才能形成段塞流态的水流。
长距离输水管道工程设计中的水锤分析及应对策略
管 道流 速越低 对 于防止 水锤发 生越 有利 。管道流
速越低 ，水流惯性越小，速度 的微分变化率就越低 ， 从而降低水锤 升压和降压。流量相 同时，管径越大， 流速越低 ， 但投资费用越高。 在短距离输水管道系统 中， 可 以选用较 大 的管径来 获得 较低 的流速 以达到 控制 瞬
生不利 的真空 ，造成水 柱断流 ，和再次 结合形 成 的弥 合水锤 ，对管道破 坏更为严 重 。 （ ２） 水 泵及 阀 门的启 闭 、运 行工况 改变及其 事故 紧急停 机等动态 过渡过 程造成 的输水管 道 内压 力急剧
关 阀水锤 是关 闭阀 门过程 中发生 的水锤 现象 。通 常 ，按 照正 常 的关 阀程序操作 ，不会 引起很 大 的水锤 压力 变化 。但 是 ，如 果发生违 反操作 程序或 管道 突然 被异 物堵塞等 意外事 故 ，管道 中就会 出现不 同程度 的管道整个截面，这一现象称为液体 分 离 或水 柱分 离 。 当管 路 中水柱 分 离 出现再 弥 合 时 ， 水 锤升压 非常大 ，会构成 管路强 度方 面的威胁 ，危害 相 当严重 。 （ ５ ）按水 锤发 生所在 的输水 道 ，分 为封 闭管道 中
水锤是指在压力管道 中由于液体流速的急剧变化
（ 由于 水泵骤停 、阀门突然关 闭等原 因 ） ，造成 管 中的 液体压 力显著 、反复 、迅速地 变化 ，由于液体 的压缩
性和管道的弹性引起的输水系统中的压力波动。 １ ． ２水锤 的分类
１ ． ２ ． １ 水锤 的分类
从不 同的角度划 分 。水 锤可分为 以下几种 ：
・
输配水技术 与设备 ・
叠 曩 叠
豳Ｉ ■
— 蕾 ■ ＝暮
Ｃ Ｉ Ｔ ＹＡ Ｎ Ｄ Ｔ Ｏ ＷＮ ＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ ＳＵ ＰＰ ＬＹ ●
浅谈城镇供水管道水锤压力防护措施
浅谈城镇供水管道水锤压力防护措施摘要：城镇供水管道在运行中，破坏性水锤的压力对管道和阀门以及附件造成破损是发生水锤事故的主要原因。
分析水锤特性并设计出合理的消减水锤压力的防护措施，对于保证输水工程的安全性可靠性和降低潜在漏水等具有重要意义。
关键词：水锤；防护；设计水锤是在输水过程中，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,引起管道中的水流压力急速上升或下降的现象。
在长距离输水管道工程中，最大的安全隐患是水锤事故，负压导致的水锤破坏是泵站系统中较常出现的现象。
为此，在输水管道中必须采取一定的水锤防护措施对水锤压力进行消减。
合理的水锤防护措施是供水系统安全经济运行的保障。
1、水锤产生的原因及破坏形式产生水锤现象的原因是由于水存在惯性和可压缩性，实质是由于管道内水体流速的改变，导致水体的动量发生急剧改变而引起作用力的变化的结果。
另一个原因是管道中有空气，空气柱在突然降压时会膨胀,推动水柱运动，这样就会形成气推水、水推气，就会形成水锤，形成大的破坏力。
特别是第一次试水，必须排气，排完气后才能充水。
水锤的破坏主要表现在水锤压力过高，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。
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。
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。
2、水锤的分类根据水锤产生的原因，可以分为关阀水锤（开发阀门突然关闭时引起的水锤〉；停泵水锤（正在运行的水泵因断电或事故时突然停泵引起的水锤〉；断流弥合水锤（管道中的压力降低可能使管道中某点的压力隆至水的汽化压力或管道中有空气，空气柱在突然降压时会膨胀,形成水柱分离，而在压力升高时，被分离的水柱再度弥合，互相撞击形成水锤，形成大的破坏力）。
3、水捶的防护措施3.1防止产生负压措施1.在管路敷设时，尽量使管路平顺，避免局部突起、急弯等现象；在管路中设置调压水箱，一般设置在逆止阀的出水侧，或设置在可能形成水柱中断的转折处，以便在停泵的初始阶段向管道内充水，防止过大的压降。
长距离输水管道出现水锤现象的原因及解决对策研究
892023年4月上 第07期 总第403期工程设计施工与管理China Science & Technology Overview0.引言根据工程实际地形情况，一般情况下，长距离输水管线输水方式可选择重力流和泵送流两种。
通常在工程条件允许的情况下优先选择重力流输水方式。
但当管线上的阀门关闭操作不当或出现水锤造成爆管事故。
泵送流输水方式是通过泵站加压的方式输水，此类管线运行涉及水泵加压，事故停泵时导致水锤波叠加引发重大爆管事故。
因此，大口径重力流、泵送流混合的长距离输水管线更为复杂，一旦产生水锤现象引发爆管事故，将导致全线停运中断供水，且抢修工作困难，抢修周期长，会带来重大损失。
为预防爆管事故的发生，需有针对性地做好防护措施，因此管道薄弱段分析研究至关重要。
文章以某大口径重力泵送流混合长距离输水做为供水企业应保证安全、优质、经济的水源服务于用水户。
在城市化发展的过程中，城市人口数量激增，对城市供水系统施加不小的压力。
在此过程中，爆管现象逐渐增多，无法满足城市居民对水资源的使用需求，也造成严重的水资源浪费问题。
因此，当下有必要深入分析城市管道工程的水锤现象，掌握水锤现象出现的原因，在此基础上选择预防与控制方法。
1.水锤现象出现原因分析水锤现象主要诱因为水流在管道内流速出现巨大变化所致，水流拥有可压缩性与惯性，如果水流在运动中流速出现较大变化，对水体总量形成影响，导致水体总量在短时间内急剧变化，变化部分产生的动能冲击输水管内壁，致使输水管路形状发生变化。
水锤拥有较强的破坏力，就目前输水管材质对外力的承受能力，难以抵消水锤产生的力，破坏输水管结构，为工程埋下较大的隐患。
对于长距离输水工程，需要考虑水锤现场，提前选择防御方法，消除水锤压力，保护输水管，其为输水工程稳定、安全运行的重要保障。
经过统计长距离输水工程出现水锤现象的概率较大，施工单位有必要加强对水锤预防工作的重视程度，需要改变传统观念，基于工程数据进行安全设计，确保输水管工程安全、可靠运行。
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。
长距离输水工程水锤危害及防护措施
以 ｌｍ ｓ ｋ ／ 左右 的速度传 至全 管。这种 水锤应在设
计 和运行 中加 以分 析 和考 虑 ，力 求避 免 。
Ａ ＝ 口×ＡＶ ｇ Ｈ ／ （） ３
作者简介 ：赵 向军 （９ ５ 一 ，男 ，河南人 ，工程师 。 １７ 年 ）
２８ ・
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人员 ， 甚至造成人身死亡事故。如 １８ ９ ３年 ，北京 某 水厂 因 维 修 上 的疏 忽 ，泵 出 口处 止 回 阀 阀 轴 磨 断 ，脱落 的阀瓣 冲到 阀体收缩 出 口处 ，突然 堵截 了
出 口，在 该处 产生 巨大 水锤 ，鼓 破 阀顶 盖 ，水柱 连 同炸 成碎 片 的盖 子 冲 向 ２ ０多米 高 的厂 房 屋 顶 ，半
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长距 离输 水工 程水 锤危 害及 防护 措施
２０ ０８年 第 ３期
长距离 输水工 程 水锤危 害 及防 护措施
赵 向 军
（ 陕西省 宝鸡 峡灌 溉管理 局 ，咸 阳市
【 摘
７２０ ） １ ０ ０
要 】 本文介绍 了水锤 的成 因及危 害 ， 分析 了水锤产 生的机理 ，并用实例说明 了水锤防护措施在 工程 中的
从 而 ，使该处 压力 产生 一个 突 然 的跃 升 或下 跌 ，这 种一 系列急剧 的压 力交 替升 降 的水 力 冲击现 象 称为 水锤 。在长距 离 输 水 管 道 输 水 时 ，水 锤 经 常发 生 ， 若不加 以防治 ，很 可能会造成 十分严重 的破 坏 。 输水过程 中能 引起 流速 变化 而导 致水 锤 的 因素 很多 ，如 ：阀 门的正 常 （ 或事 故 ） 启 闭和 调节 、阀
３ １ 设 计 阶段 ．
对 于 间接水 锤 ，管路 中产生 的最 大压 力 总是小 于直接 水 锤 。通 过 多 年运 行 与实 践 ，我们 认 识 到 ： 当阀 门关 闭无 限缓 慢 时 ，水锤 压 力 可无 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的减 少 ； 在 阀 门关 闭的初 始 阶段 ，可 以较快 的关 闭 ，不 会产 生较大 的水 锤压 力 ；适 当的关 阀程 序 ，可 以在 所需 的时 间 内关 闭 阀门 ，且能 使水 锤压 力 降到 最小 。
长距离输水管线断流弥合水锤防护措施探讨
科技创新收稿日期：2019-06-18作者简介：张彦航，男，汉族，河北天和咨询有限公司，工程师。
摘要结合工程实例，分析长距离输水管线断流弥合水锤发生机理、防护措施，为类似工程设计、施工、管理提供借鉴。
关键词输水管线；断流弥合水锤；防护机理□张彦航在长距离有压管道输水中，停泵水锤危害巨大，可能造成管道破裂、设备损坏，甚至造成人员伤亡一直以来都是一个需要解决的难题。
当发生停泵水锤时，整个水系统压力骤降，大部分压力降至输水管线轴线以下，管道内产生负压，负压过大从而导致水体由液态向汽态转化，管道沿线多处发生水柱分离现象，形成“蒸汽空腔”或“空气腔”，极易发生断流空腔再弥合水锤，它是水泵供水系统中最具有危害的一种水锤撞击波动。
降压波造成的断流弥合水锤产生的破坏远高于升压波造成的水锤破坏，在生产实践中长输水管线出现的管道破裂，70%～80%与水柱分离有关。
由于断流弥合水锤发生机理与传统的关阀停泵水锤有所区别，且发生断流弥合的位置难以预料，传统的防停泵水锤技术措施和设备（停泵减压阀、缓闭止回阀、阀门控制技术）对其见效甚微，甚至无效。
为解决降压波产生的断流弥合水锤问题，当前采取的防护措施主要有单项调压塔、箱式双向调压塔、空气压力罐等。
现以内蒙多伦县新城区引水工程为例，对输水管线断流弥合水锤防护措施进行探讨。
1.发生机理在长距离输水管路中产生的断流弥合水锤分两种：一种是蒸汽空腔溃灭产生的弥合水锤；另一种是空气腔溃灭产生的弥合水锤。
“蒸汽空腔”断流弥合水锤为传统的汽液两相流学科中液态→汽态的转换机理，该种情况是由输水管路中降压波造成的。
随着输水系统压力骤降，管道内产生负压，负压过大导致水体由液态向汽态转化，管内完全被细小气泡、泡沫和液体的两相混合物充满，随后蒸汽空腔慢慢形成，最终产生水柱分离，此时空腔内充满水蒸气。
特别是在管线纵剖面上纵坡变化较大的位置，如“膝关部位”、“小丘顶部”等处，更容易产生一些大空腔。
当这些空腔下游具有足够大的背压时，分离的水柱会快速闭合，空腔溃灭，原来的水蒸气快速凝结，分离的两股水柱相互猛烈碰撞，造成升压很高的断流弥合水锤。
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长距离供水管线水锤防护措施
发表时间：2019-04-28T15:33:29.030Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：张楠楠邸海龙
[导读] 摘要：水锤是影响长距离压力输水工程安全运行的一个重要因素，不少工程因水锤而引起爆管，造成了严重的经济损失.长距离有压输水管道易发生水锤危害，尤以高扬程多起伏管道水锤防护难度最大，发生水锤的可能性最大。
中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司河北秦皇岛 066004
摘要：水锤是影响长距离压力输水工程安全运行的一个重要因素，不少工程因水锤而引起爆管，造成了严重的经济损失.长距离有压输水管道易发生水锤危害，尤以高扬程多起伏管道水锤防护难度最大，发生水锤的可能性最大。
由于长距离输水工程管线长，管道起伏大，要求输水保证率高，因此工程的安全运行问题越来越受到科研、设计、施工及运行管理人员的重视。
本文结合水锤特征，根据长距离输水管道系统的特点，提出有效的水锤防护措施。
关键词：长距离；输水系统；水锤防护
我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源占有量很低。
有些地区水已成为制约经济发展的“瓶颈”。
新中国成立以来，随着工农业的发展，科学技术的进步，我国兴建了40多万处泵站工程。
已建和正在修建的许多大型泵站工程，向几十公里甚至更远的地方供水。
在长距离输水工程中，对加压供水系统安全危害较大的是水锤事故，不少工程因水锤而遭受严重破坏。
水锤事故的成因不同，产生危害也不同，有的造成压力管道破坏（即爆管），有的造成泵房被淹，有的设备被打坏，伤及操作人员等，给正常的生活的生产带来了严重的影响和经济损失。
由于泵站工程在国民经济建设中作用重大，其安全经济运行也备受人们重视。
1 水锤定义及特性
1.1 水锤定义
在有压管路中流动的液体，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵或水轮机组突然停车等）使得液体流速发生突然变化，并由于液体的惯性作用，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。
1.2 水锤特性
水锤实际上是由于水流速度变化而产生的惯性力。
当突然启闭阀门时，由于启闭时间短、流量变化快，因而水击压力往往较大，而且整个变化过程是较快的。
由于管壁具有弹性和水体的可压缩性，水击压力将以弹性波的形式沿管道传播。
水击波传播过程中，在外部条件发生变化处均要发生波的反射。
发射特性决定于边界处的物理特性。
2 长距离供水管线水锤防护的必要性
2.1 水锤产生原因
水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，就象锤子敲打一样。
水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。
在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。
当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。
后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。
在水利管道建设中都要考虑这一因素。
相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。
2.2 水锤危害
在长距离输水工程中，水柱弥合水锤的危害较大，输水管道的流速变化是经常出现的，管道中水流速度变化时，致使管道中水压力升高或降低，在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将产生强烈的撞击，从而导致管道中的水压力升高，继而形成断流弥合水锤。
弥合水锤升值很大，在实验装置观测到的竟达到工作压力的2-4倍，因此对输水安全性的危害很大。
3 水锤防治方法
3.1 缓闭止回阀
缓闭止回阀是止回阀的一种，它是通过缓闭作用来进行水锤防护的。
理论和实践证明目前性能较好的是水泵控制阀和液控蝶阀两种。
对于较小管径使用水泵控制阀较好；中等管径两种阀门各有千秋；较大管径一般说来液控蝶阀技术优势更大。
缓闭止回阀装设在水泵出口处，其口径与水泵出口口径一致。
高扬程多起伏输水管道，尤其出现管道局部断流时，水流回冲流速较大，缓闭止回阀快慢二阶段关闭角度的确定更为重要。
因此，较重要的工程应该经过水锤计算确定其工作参数，缓闭止回阀选用的公称压力等级也应经过计算确定，以增强安全可靠性。
3.2 双向调压塔
双向调压塔是一种兼有注水与泄水缓冲的水锤防护设备，其设置的主要目的是：防止压力输水干管中产生负压，一旦管道中压力降低，调压塔迅速向管道补水。
当管道中水锤压力升高时，它允许高压水流入调压塔中，从而起到缓冲水锤升压的作用。
双向调压塔结构简单，工作安全可靠，维护工作少，防护效果好。
但是造价高，地形和压力限制塔的高度，水质易受污染以及防冻问题阻碍了双向调压塔的使用。
3.3 箱式双向调压塔
箱式双向调压塔完全具有普通双向调压塔的优点，且克服了超压泄压阀存在的拒动作和滞动作等问题，使管道泄压迅速及时，安全程度大幅度提高；当管道内出现负压时，该调压塔可迅速向管道内补水，以防止水柱拉断产生断流弥合水锤。
在水锤防护性能上几乎完全等同于普通双向调压塔，而且其高度可大幅度降低，一般仅2m～5m即可，从而提高了双向调压塔的使用范围，大大降低了工程造价，对于长距离高扬程多起伏管道是一种安全可靠的水锤防护措施。
3.4 进排气阀和超压泄压阀
对于高扬程多起伏长距离输水管道，工况较复杂对水锤防护要求较高，应采用具有恒速缓冲功能的排气阀。
恒速缓冲排气阀是恒速排气，既能保证管道中气体及时排出，又使气体在管道内起到一定气垫的作用，在排气结束时又具有缓闭功能，对消减断流弥合水锤效果明显。
3.5 其他防护措施
在水泵汇水总管处装空气罐，但通常空气罐体积较庞大，对于高扬程的输水系统在压力变化范围较大时不宜使用。
在管道上装止回阀，可将管道中水柱人为地截成数段，从而减小每段的作用水头，但浪费能耗，管理维修麻烦，实际工程中很少采用。
4结论
由于长距离输水管线具有管线长、流量大、扬程高、多起伏等特点，停泵水力过渡过程比较复杂，其最显著的特征就是在管线局部高点或者管段可能发生断流弥合水锤。
在断流弥合水锤的发生和发展过程中，负压的存在容易造成管道受压变形以及外界污染物和微生物的入侵，影响输水水质，而弥合升压对管道造成的剧烈的压力振荡容易导致管道的疲劳损坏，并引发爆管事故。
因此，必须高度重视事故停泵所引起的断流弥合水锤的分析与防护，并通过详细的数值计算，找到技术可靠、经济合理、管理方便的停泵水锤防护措施。
参考文献：
[1] 朱满林张言禾王涛.泵供水系统水锤防护，2007.3
[2] 金锥姜乃昌汪兴华关兴旺.停泵水锤及防护，2004.11。