长距离输水管线水锤防护案例分析
高扬程水泵小起伏长输水管线水锤防护方案优选案例分析
“高扬程水泵小起伏长输水管线水锤防护方案优选案例分析”咱们得聊聊高扬程水泵。
想象一下，水泵就像一个大力士，把水从低处推向高处，为咱们的生活提供源源不断的动力。
然而，在输送过程中，水泵和管道之间会产生一种叫做水锤现象的玩意儿，简单来说，就是水流在管道里突然受阻，造成压力瞬间升高，就像锤子一样撞击管道。
这可是个大问题，搞不好会把管道搞坏，所以咱们得想个办法搞定它。
言归正传，咱们先来看看几个典型的小起伏长输水管线案例。
第一个案例发生在某地的一座水厂，水泵正常运行时，管道里的水流动顺畅。
但有一天，水泵突然停机，水流瞬间受阻，管道内的压力猛增，结果导致管道破裂。
第二个案例是在一个偏远山区，由于地形复杂，管道铺设过程中出现了多处起伏，水泵在运行过程中，水锤现象频繁发生，导致管道损坏，维修费用高昂。
1.安装水锤消除器。
这玩意儿就像一个减压阀，当水锤现象发生时，它能自动打开，释放掉部分压力，从而减轻管道的负担。
不过，这东西价格不菲，安装和维护成本较高。
2.优化水泵启动和停止过程。
通过调整水泵的启动和停止时间，让水流在管道中平稳过渡，减少水锤现象的发生。
这个方案实施起来相对简单，成本较低，但效果因水泵类型和运行条件而异。
3.改进管道设计。
在设计阶段，充分考虑地形起伏和管道走向，尽量减少管道的弯曲和突变，降低水锤现象的发生概率。
这个方案实施起来较为复杂，需要重新设计和施工，但长远来看，效果较好。
咱们来分析一下这几个方案的优势和劣势。
安装水锤消除器方案的优势在于技术成熟，效果显著。
劣势在于成本较高，安装和维护难度较大。
优化水泵启动和停止过程的方案优势在于成本较低，实施简单。
劣势在于效果不稳定，可能需要多次调整。
改进管道设计方案的优势在于长期效果较好，有利于降低管道损坏概率。
劣势在于实施难度较大，需要重新设计和施工。
我想说的是，每一个方案都有其独特的优势和劣势，关键在于我们如何根据实际情况，选择最合适的方案。
作为一名方案写作大师，我希望我的这份案例分析能为大家提供一些启示，让我们一起努力，为我国的高扬程水泵小起伏长输水管线水锤防护事业贡献一份力量。
《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》范文
《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的快速发展，水资源的需求量日益增长，长距离输水工程作为解决水资源时空分布不均、供需矛盾突出的重要手段，其管线优化和水锤模拟研究变得尤为重要。
本文针对长距离输水工程管线的优化设计及水锤模拟进行研究，旨在提高输水管线的运行效率、降低能耗，并确保输水过程中的安全性。
二、长距离输水工程管线优化1. 管线设计原则长距离输水工程管线的优化设计应遵循经济性、安全性和可持续性原则。
在满足输水需求的前提下，应尽量减少管线的长度和弯头数量，以降低能耗和运行成本。
同时，应考虑地形、地质、气候等因素的影响，确保管线的安全性和稳定性。
2. 管材选择与优化管材的选择对管线的运行效率和安全性具有重要影响。
在优化过程中，应根据实际需求和条件，选择合适的管材。
例如，对于长距离、大流量的输水工程，可采用钢制管道或塑料管道等具有较高强度和耐腐蚀性的材料。
此外，还应考虑管道的连接方式、防腐措施等因素，以确保管线的长期稳定运行。
3. 泵站与调蓄设施的优化配置泵站和调蓄设施是长距离输水工程的重要组成部分。
在优化过程中，应根据实际需求和地形条件，合理配置泵站和调蓄设施的数量、位置和规模。
通过优化泵站的运行策略和调蓄设施的调度方案，可以提高输水效率、降低能耗，并确保输水的稳定性和安全性。
三、水锤模拟研究水锤是指在水管系统中因流体速度的突然变化而产生的压力波动现象。
在长距离输水工程中，水锤现象可能对管道、阀门、泵站等设备造成损坏，甚至引发严重的安全事故。
因此，对水锤现象进行模拟研究具有重要意义。
1. 水锤模拟方法水锤模拟方法主要包括特征线法、有限元法、有限差分法等。
其中，特征线法因其计算速度快、精度高而被广泛应用于长距离输水工程的水锤模拟。
通过建立水管系统的数学模型，利用特征线法对水锤现象进行模拟，可以预测管道中的压力变化和流体速度变化，为优化设计方案提供依据。
2. 水锤防护措施为防止水锤现象对输水工程造成损害，应采取有效的防护措施。
长距离大管径平坦地区输水管道水锤防护方案
长距离大管径平坦地区输水管道水锤防护方案长距离大管径平坦地区管道水锤防护的应以管道气囊振荡型水锤防护和断流弥合水锤为主。
以我国东南地区某县供水工程为例，分析了长距离大管径平坦地区输水管道水锤防护方法。
研究结论有望能对同类工程提供参考。
标签：平坦地区；水锤防护；断流弥合水锤1 长距离大管径平坦地区输水管道的气水两相流压力特点平坦地区管道在充水和运行中可能有六种流态，层状流、波状流、段塞流、气团流、泡沫流、环状流。
在管道充水的初始阶段为层状流、波状流。
在充水过程中出现泡沫流、气团流以及环状流。
在管道正常运行期间，管道存气多呈段塞流形态或以大气囊形态。
地形平坦地区的管道中会间隔出现气囊，管径较大时大气囊居多。
经过长期理论和实践研究发现：气囊沿管顶随水流运动，易在管道转弯处、凸起、阀门等处产生聚集，并产生压力振荡，冲击供水管道。
平坦地区大管径管道正常运行压力往往很低。
在突然停泵时，管道极易出现负压，尤其是管道末端更易出现负压注气型水柱中断现象，进而产生断流弥合水锤。
因而，长距离大管径平坦地区输水管道水锤防护的重点是管道气囊振荡型水锤防护和断流弥合水锤。
2 长距离大管径平坦地区输水管道水锤防护案例分析我国东南地区某县供水工程，设计供水水量Q=20×104m3/d，供水管全长约47.0km，供水净扬程范围为15.96～24.06m，采用一级加压供水方式。
取水泵站位于管道头部，机组安装水泵3台，2台工作1台备用，供水量为20×104m3/d，采用水泵单级双吸离心泵，配套为710kW的变频电机。
全程双管埋地敷设，管径2根DN1400，管材全线采用PCCP管，局部段采用钢管、球墨铸铁管，管道进口与供水加压泵站相连。
PCCP管糙率系数一般取值为n=0.011～0.0125。
一般PCCP管最小承压值1.0MPa。
钢管和球墨铸铁管的承压能力高于PCCP管，按最不利条件计算，全线采用承压值为1.0MPa。
长距离输水工程水锤防护分析和工程实践
长距离输水工程水锤防护分析和工程实践摘要：长距离输水管道工程，因其地势高差起伏较大，扬程较高，易发生水柱分离并造成水锤危害。
因此长距离输水管道工程的设计重点之一就是水锤防护的研究和安全防护。
本文结合工程实例对水锤防护问题进行探讨和分析。
寻找进行优化防护设计及最优方案。
关键词：高位水池；断流弥合水锤；水锤防护；箱式调压塔；恒速缓冲排气阀Abstract: the amount of transporting water pipeline engineering, because of its relief and bigger difference, where the head high, easy to have the separation and the water caused by water hammer hazards. So long water pipe of engineering design is one of the key water hammer protection of research and safety protection. Combining with the project examples of water hammer protection problems are discussed and analyzed. Looking for optimization protection design and the best plan.Keywords: high pools; To flow to bridge the water hammer; Water hammer protection; Box pressure regulating tower; Constant speed buffer discharge valve1、前言随着经济建设的发展，水资源的日益短缺，为了解决生活和工业用水的水源问题，近年来高扬程、大流量、长距离地形复杂的输水管线工程实例日益增多。
浅谈长距离重力流输水管线的水锤分析
浅谈长距离重力流输水管线的水锤分析摘要重力流输水管线，运行过程中阀门突然关闭和开启时，由于管道中压力水流的惯性，会产生比正常水压高出数倍的水流冲击波，形成水锤，对管道以及阀门配件造成严重损害，因此，消除水锤效应是长距离重力流输水管线设计及运行必须考虑的主要因素。
本文着重分析了新疆第十师北屯垦区城镇引水管道复线工程的水力学特性，通过对比各种工况下水流状态的情况，提出防止水锤危害的设计措施和运行方案，供类似工程参考。
关键词重力流输水;水锤;空气阀;水击泄放阀1 前言在重力流输水管线中，当阀门关闭太快时，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波和“空化”现象，压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。
在水管内部，当打开的阀门突然关闭，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏压力作用，这就是正水锤，在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[1]。
水锤效应有极大地破坏性，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。
为了消除水锤效应的严重后果，在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。
本论文着重分析了新疆第十师北屯垦区城镇引水管道复线工程的水力学特性，通过对比各种工况下水流状态的情况，提出防止水锤危害的设计措施和运行方案。
2 工程概况2.1 基本参数疆第十师北屯垦区城镇引水管道复线工程近期（2015年）设计总供水量为15万m?/d，远期（2025年）设计总供水量为30万m?/d。
全程采用重力流输水，取水水源为635水库水，前端0+000～3+000桩号为单管，采用DN1800～DN2000的PCCP管，水库死水位632.0m，洪水位647.8m，常水位645.4m，设计终点净水厂格栅进水渠道标高574.00m。
双管运行最终达到30万m?/d的供水规模。
长距离有压输水工程启泵工况水锤实例分析及防护
本文借鉴了管道中气体和水的流态、运动、升压等相关知识作为研究基础，坚持将防护断流弥合水锤作为研究的重点；并以某个城市的大型综合型水利工程项目，对长距离输水工程中不同情况下的水锤进行全面详尽的分析，最后得出：如果不采取任何防护措施，那么管线渠道停泵后重启水泵时断流水锤的升压价高。
3启泵工况水锤分析计算防护
由于本项目的输水管线，其跨度大、管径大、扬程小、起伏多、有压运行，如果运行中在流量突然发生改变，极有可能出现水柱突然断掉的现象。所以有必要实验管线第一次通水、工况时弥合水锤是否发生断流，针对这种工况应该采取一定的措施。
当三个水泵同时运行，第一次通水达到稳定运行的时候，由于管线渠道没有出现负压的现象，这种情况下管线渠道可以稳定、安全地运行。
1案例概况
本文所研究的案例是某个城市的水利枢纽以及输水工程，主要供应城市的用水，同时还具有发电的功能，这也是保障该市安全用水的综合型、大型水利工程项目。这个项目共分为三项，分别为水利枢纽、净水以及输水管道，本文研究的重点是关于输水管道的工程，管线系统的工程图如下。
2分析计算内容
该项目的输水管线长度三十二公里，水泵的额定扬程设定为五十二米，最大的管道直径型号为DN1800、最小的管道直径型号为DN1400。因为本项目的跨度大，所以管线的高低起伏也相对多些。本项目属于大型的输水项目，其跨度大、管径大、扬程小、起伏多、有压力，当进行调节流量或者因为突发原因进行停泵的时候，因为输水管线的背侧压力小一些，很容易引发水锤事故，所以项目进展的安全性十分重要，对水锤的测算评估要做到尽量详尽、合理、安全的防护方法。按照已有的相关理论研究，将其运用到本项目的研究中去，根据水锤防护的分析测算作出详尽的方案并选择，本研究也可以给相似的项目或工程提供经验借鉴。
长距离泵输水系统管线尾部有局部高点的水锤多阀防护分析
１ 前 言
直径 为 ８ ０ｍｍ， 水池设 计 水位 ２０ｍ， ０ 进 ． 出水 池 设计
水 位 １ ． ｍ， ２ 即净 扬程 为 ｌ ． ｍ， 两 台机 组 ， 用 ５ Ｏ５ 有 采
流体 的瞬变 过程是 指 当压力管 道 中的流体 因某 些 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 内流体压 力急剧 变化 的现象 。当管 道 中压力 降低 到水 的汽化 压力 ， 即管路 中出现气 、 液 两相流 ， 由此 而带 来 的负 压 和水 注弥合 压 力 都会 对 管 路造 成危 害 。如 果预 防不及或 处理不 当将会 导致 管 道剧 烈震 动 ， 阀等设 备被损坏 ， 泵 严重 时整个 系统
断面 上 ， 相 和液相 的速度 在每一 瞬间均相 等 ， 气 都等
于混合 体 的速度 ：
（ ）因按 一维 流态 分析 ，所 以一些物 理量 如 流 ２
速、 密度 和压力 等均 按断 面平均值 计算 ； （） ３ 不计 气 泡 的表 面张力 。 采 用 的基 本方 程 和单 相 流一 样 ， 但需 分 相列 出 质量 方程 ， 因不 计相 间 的动量变换 ， 以动量方 程可 所 以合并 为一个 混合 体 的动量 计 流 量 ０８ ２５ｍ／ ， ． ３ ０ ｓ 设计 扬程 为 ６ 额定 转速 为 ９ ０ｒ ｎ ３ｍ。 ９ ｍｉ。 ／
一
３１ 无 任 何 防 护 措 施 ．
在管 线接 近末端 的位置 处 ， 一个 局部 高点 （ 有 桩 号 为 １＋ ７ ． ） １ ６ ４７ 。没 有 任何 防护 措施 时 ， ５ 在管 线 处 就 存在 负压 ， 其值 为一 ０３Ｉ ， １ ． Ｉ 小于 水 的汽化 压 力 （ １ 水 的汽化压 力为一 。 ８ｍ） 也就是 说 由于此 局部 凸高 点 的 存在 ． 在稳 态 的时候此 处会被 拉 空 ， 系统无 法正 常运 行 。图 １ 没有任何 防护措 施 时 ，管线 的压力 包络 是 线 。最 大压力 出现在 泵 的出 Ｅ ，最小 压力 就在 出现 ｌ 在管线 末端 的那个局 部 凸高 点 。
长距离重力流输水管线水锤防护设计探讨
图5全线水击包络线图（上图5 s、下图60 s开启）
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174防洪排水
城市道桥与防洪
2019年6月第6期
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图1输水管线系统断面图
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3.2稳态工况分析 首先，分析稳态工况下的管段静态参数和运
行参数,包括流量、沿程损失、局部损失、流速和水 力坡度。分析稳态工况下的节点运行参数,可得出 各节点压力，用于指导管材耐压等级的确定与优 化。图2中蓝线为管道走势线，绿线为水击包络 线，红线为稳态运行时的压力线,下同。
172防洪排水
D01:10.16799/ki.csdqyfh.2019.06.046
城市道桥与防洪
2019年6月第6期
长距离重力流输水管线水锤防护设计探讨
邓特刚李海强李鹏1,袁彦斌I，钟坤平2,唐伟军2
(1.天津城建设计院有限公司，天津市300122; 2•贵州塘旺机电技术有限公司，贵州贵阳550003)
本文结合水锤工况及现场施工与管理条件， 拟主要采用空气阀和水击泄放阀，并辅以末端缓 闭关阀措施，下文以某工程为例分析水锤防护设 计。防水锤型空气阀用于水泵出口及给水、排水管 线中，在管路降低到大气压力以下很小负压时即 迅速开启，吸入大量的空气,破坏真空，防止负压 产生，而当压力波返回，压力升高，在恢复正压时
关键词：长距离;重力流;水锤防护;模拟;全过程
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]。
浅析长距离输水管道停泵水锤的简易算法及防护
ＷＡ Ｎ Ｇ Ｂ ａ ｏ ｑ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｋ ｕ ｎ ， Ｚ Ｏ Ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ ｗ ｅ ｉ
【 摘
２ ５ ０ ０ １ ３ ）
要】 南水北调 配套 续建工程 贾庄 至卧虎 山水库 输水工程 采用水锤压 力简 易算 法对工程 设计方案进 行合理
比选 ， 并计算 了泵站停 泵水锤 的最大特征值及特征桩 号， 为管道水锤 防护措施提供依 据 ， 在 实践 中取得 了良好 的效
果， 具 有 一 定 的理 论 与 实 践 意 义 。
【 关键 词】 长距 离供 水管道 ； 停 泵水 锤 ； 简 易算 法；防护措施
中图分类 号 ： Ｔ Ｖ ６ ７ ２＋ ． ２
文献 标 志码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ５ － ４ ７ ７ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ ０ ３ １ － ０ ９
Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ａ ｎ ｄ ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ ｏ ｎ ｇ－ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ
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《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》范文
《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业化的不断发展，对水资源的需求日益增长，长距离输水工程成为解决水资源分布不均、保障供水安全的重要手段。
然而，长距离输水工程在设计和运行过程中面临着诸多挑战，如管线优化、水锤现象等。
本文旨在通过对长距离输水工程管线的优化及水锤模拟研究，提高管网的运行效率和安全性，为实际工程提供理论支持。
二、长距离输水工程管线优化1. 背景及重要性长距离输水工程管线优化是提高供水效率和降低成本的关键。
优化管线设计可以减少管网能耗、降低泄漏率、提高供水可靠性，对保障水资源供应具有重要意义。
2. 优化方法及案例分析（1）管线布局优化：根据地形、水源、用水需求等因素，合理规划管线布局，减少迂回和冗余，降低能耗。
例如，某市通过优化管线布局，减少了约XX%的能耗。
（2）管材选择与管道壁厚设计：根据不同地区的气候、地质条件，选择合适的管材和壁厚，以降低管道破损和泄漏的风险。
例如，在地震高发区，采用高强度钢管或非金属管道可以降低破损风险。
（3）压力分区与增压站布局：根据用水需求和地形特点，合理划分压力分区，设置增压站，确保供水压力稳定。
某长距离输水工程通过合理布局增压站，提高了供水压力的稳定性。
三、水锤模拟研究1. 水锤现象及其危害水锤现象是长距离输水工程中常见的物理现象，主要表现为水流速度突变时产生的压力波动。
水锤可能导致管道破裂、阀门损坏、系统失稳等严重后果，影响供水安全和稳定性。
2. 水锤模拟方法及技术（1）数值模拟方法：利用流体动力学软件，建立输水管网模型，通过设置边界条件和初始条件，模拟水锤现象。
（2）物理模拟方法：利用实验设备，模拟实际管网运行情况，观察和分析水锤现象的发生规律和影响因素。
3. 水锤模拟在长距离输水工程中的应用（1）预测和评估：通过水锤模拟，可以预测和评估管网在不同工况下的水锤现象，为工程设计提供依据。
（2）优化措施：根据模拟结果，采取合理的优化措施，如安装水锤消除器、调整阀门关闭速度等，以降低水锤影响。
最新 大连某输水管道水锤分析-精品
大连某输水管道水锤分析摘要：水锤的大小与水锤波的波速成正比。
即水锤波速愈大，在同样水流速度变化的工况下，水锤就愈大，即压力变化也愈大。
水锤波在系统起到很重要的作用。
在理论的情况下，机械波(此时即压力波)在水中传递的速度为1450m/s。
在实际当中，该波速要小于理论值，它与管道的弹性有关系，管道弹性越强波速则越小。
在钢管中一般为800-1200m/s。
在砼管中一般为600-800m/s，在塑料管中则为250-500m/s，管径越大，波速则越慢。
管壁越厚，刚性越强，波速就越快，反之则波速越慢。
关键词：输水管道水锤分析排气阀 1.工程概况本工程管线全长20Km，管径为DN1000mm和DN800mm，管道材质为球墨铸铁，壁厚分别为13.5mm和11，7mm，设计流量为13.2x104m3/d。
输水管道沿线地势起伏较大，高程为8-60m。
2.水锤分析2.1 计算软件计算软件采用美国肯塔基大学SURGE2000软件。
该软件为世界公认边界条件最全，实践性最强的软件系统。
成功应用于世界各地。
2.2 水锤简介2.2.1 分析条件1.根据输水管道的工况条件，我们在做水锤分析时是按照最大设计流量的工程进行计算；2.我们在选择空气阀时遵循了以下原则：进气量的计算按照水锤的计算条件，仅做参考；微量排气量的计算按照最大设计流量计算；空气阀安装的位置及间距我们是根据地流量工况和水锤的计算结果两者综合考虑后，提出的设置方案。
2.2.2 水锤说明水锤的定义，参照国内成熟的理论：在压力管道中因流速剧烈变化，从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的水利撞击现象称为水锤现象。
此时液体显示出它的惯性和可压缩性。
需要指明的是因流速的变化而长生的压力变化，其传递形式是以机械波的形式传递的。
水锤的约克夫斯基公式: △H=△V×C/g。
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 ●
水锤预防工程实例应用
确保水泵机组正常工作，在检修水泵时，要先开备用 泵后停检修泵，正常停泵时，实行闭阀停泵。
３ ． 工程 实例
面应修整光滑，有裂纹的管及管件不得使用。管道直 线 安 装 ，宜选 用 管径 公差 组 合最 小 的 管节 组对 连 接 ，
接 口环 向 间隙均 匀 ，承 口间纵 向间 隙不 应小 于 ３ ｍ ｍ。
一
实例一 ： 重庆井 口 水厂磨盘丘加压站高压出水至 调 节 池 主输 水 管 线长 度 １ ２ ｋ ｍ管径 Ｄ Ｎ １ ２ ０ ０ ， 输水 量 ｌ ４ 万 立方米 ／ １ ３，水泵 扬程 １ ０ ５ 米 ，加压站泵房标 高 ２ ６ ０ 米 ，目 标调节池标高 ３ ４ ０ 米。其 中约 ３ ｋ ｍ管道布置于 ２ ２ ０ 米 标 高处 ，管 道实 际 运行 压力 约 １ ． ４ Ｍ ｐ ａ 。属 于 典 型的长距离多起伏 高扬程管道 。为保护 管道安 全运行 ，
囊 Ｃ Ｉ Ｔ Ｙ Ａ ＮＤ Ｔ ＯＷＮ Ｗ Ａ Ｔ Ｅ ＲＳ Ｕ Ｐ Ｐ ＬＹ
・
输配水技术与设 备 ・
水锤预 防工程实例 应用
王 挺
（ 重庆水司设计院 ，重庆 ４ ０ ０ ０ １ ３ ）
摘 要 ：远 距 离输 水 工程 中易发 生 多处 水柱 分 离并造 成 断流 弥合 水锤 危 害 ，在 这种 泵站 管路 设 计 中，应作 全 面 的水锤 电算 分析 并提 出综合 防护措 施 。结合 重庆 市茅 山峡 系统 工程 实例 分析 。
Ｃ Ｊ 『 ｌ ， ？ 、
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多
ＷＮ ＷＡ Ｔ ＥＲ Ｓ Ｐ Ｙ 篓
流进入管道末端排出或通过管道中的排气装置排 出管 道 ，消除气囊。通过管道进行管网系统平差计算，在 流速过高的管段增加管道直径、壁厚可降低输水管道 的流速一定程度上降低水锤压力。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
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。
高扬程水泵小起伏长输水管线水锤防护方案优选案例分析
１ 弓ｌ 言
１ ｋ ｍ， 水 泵 设 计扬 程 为 ６ ７ ５ ｍ， 管 缓解 ， 不满 足 水锤 防 护要 求 ， 所 以该 为 ７
５ ０ ｍｍ， 管 材 为涂 塑钢 管 ； 高 扬 程 水 泵 小 起 伏 长 输 管 线 工 类 工 程 如 何 科 学 合 理 、 经 济 的 组 合 水 径 为 ＤＮ４ 程 的特点 是 扬程 高 ， 管线 静 压 大 ， 易 锤 设 备 是 该 工 程 研 究 的 重 点 。
分 析 建 议 采 用方 案 四 。
下 面 分析 比 较 方 案一 、 二、 三、
四。 方案一 ： 水锤 防护效 果较 好。 气压 ５ ． 总结 高 扬 程 水 泵 长 距 离 输 水管 路 系 统
第一阶 段关 阀时间５ ｓ （ 全 开一 ８ ｏ ％） ，
第 二阶 段关 阀 时间 １ ０ ｓ （ ８ ０ ％一 全 罐 设 置 在 泵 站 附 近 ， 管 理 方 便 。由于
护 要求。
回阀 ）
阶 段 止 回 阀 关 阀 时 间范 围 。 若使 用两 防护模 拟 ， 本 文 通 过 四个 方 案 比 较 选 需 气 压罐 体积 提 高 ， 成本 Ｎ ： ｂ ｌ ￣ 。 使 用 罐 和 止 回 阀 配 合 使 用 增 加 管 道 水 锤 气 压罐 和两 阶段缓 闭止 回阀即 “ 双 重 防 护 安 全 性 ， 即 使 其 中一 个 失 灵 另 个 中一个 防护 设备 拒动 ， 另 一 设 备 可 以 全 性 ， 而 且 气 压 罐 体 积 相 对 不大 又 可
（ 自由水头 ） 均未 超 出正 压 上限 （ １ ． ３ 量为０ ． ０ ９ Ｓ ｍ。 ／ ｓ 。 输 水 管 线 总长 度 约 罐 ， 气 压罐体 积３ ０ ｍ ， 充 存 压 力 为 ５ ０ ０ ＫＰ ａ ， 连 接 管 口径 ２ ５ ０ ａｍ ， ｒ 链 接 倍承 压 能 力 ） ， 但 局 部管 线 负 压仍 未 为７ ８ ｋ ｎ， ｉ 其 中 加 压 段 管 线 的 长 度 约 ５
长距离输水管道的水锤防护设计
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长距离输水管道的水锤防护设计
张舒婕
厦门水务规划设计研究有限公司!福建厦门!*$#((-
摘4要以厦门市 西水东调原水管道工程 为例对该原水管线系统进行水力过渡过程仿真计算分析常用的水锤消除措施 进而分析最优的水锤防护方案
. A联l接l节点Ri*水gh泵t*s阀门R*e管s线e盲rv端e以d.及水锤防护装置+ 各种相关
设备以及措施, 等$ *水锤分析建模 以取水泵站为起点%水厂为终点%通过建立模型%得到如下
管道剖面线以及水力坡降线!
图 ) 无保护下管道的压力包络线 在管道系统中只设置普通止回阀的时%从图 ) 可知%水柱 弥合和水柱分离现象非常明显%整条管线都处在不安全的环 境%部分管段有爆管和吸瘪的可能性$ 对于本工程而言%受地形和输水特征条件的影响%水锤时 沿程管道产生负压以及负压破坏更为严重$ +设置防护措施的水泵抽水断电过渡过程 本工程考虑采取以下防水锤措施! +$, 管道沿线安装 )% 台 !\)%% 组合式空气阀$ 设置空气 阀来满足水锤防护和管道高效运行的要求+), 在管线高程剧烈变化处%除了必要的空气阀排气外%增 设高吸微排防水锤空气阀$ 图 ( 说明了在发生泵站失电时%泵站以及管线上水锤防护 措施发挥作用后%显著地减弱了水锤效应%把整个过程中的压 力波动控制在一个更安全的范围内%使得管道内的压力在短时 间内由动态较平稳地转变成静态$
长距离输水管水锤计算实例 汤凯琳
长距离输水管水锤计算实例汤凯琳摘要：通过工程实例对大口径，长距离输水管道水锤计算及水锤消除措施进行分析。
关键词：长距离输水管道；水锤计算；阀门设置1、前言水锤：由于外界原因（如阀门突然关闭，水泵机组突然停车），使压力管道中水流速剧烈变化，从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的水利撞击现象称为水锤现象。
水锤效应有极大的破坏性：当压力过高时造成管道破裂，压力过低（负压）时造成管道瘪塌，还会损坏阀门和固定件。
根据《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS 193：2005）需对大型长距离输水管线工程进行水锤分析和防护设计。
水锤防护控制标准：①最大压力控制标准：根据《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS 193：2005）6.1.4 条“水锤防护措施设计应保证输水管道最大水锤压力不超过1.3 ～1.5 倍最大工作压力”。
②最小压力控制标准：根据《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS 193：2005），对管线负压值没有做出明确数值规定，但是在第6.3.2 条第3点提出：“在突然停泵过程中输水管道出现负压的部分，宜采取消除负压措施及其效果计算”。
下面以北海备用水源为例，简单分析城镇供水大口径长距离输水管水锤分析及计算。
2、工程概况北海备用水源工程，水源为北海市合浦县洪潮江水库滚水坝水域，水库死水位为21.13m，取水口底高程为19.75m，供水至北海市北郊水厂，管道直接接入水厂絮凝反应沉淀池。
该工程日供水量为16.5万m3/d，输水线路总长32.12km，输水管道采用2根管径为DN1200的球墨铸铁管。
输水线路整体呈两端高中间低，最低点高程约3m，沿线地势比较平缓。
经过初步水力计算，采用先自流后加压的供水方式，将输水管分为A、B两段：A段为重力自流段，长13.107km，输水管由水库放水口自流至中间加压泵站吸水池，泵房地面高程为5.0m，水池入口处水压标高为11.75m，预留2m出口自由水头，吸水池特征水位为：最高运行水位为9.4m，最低运行水位1.9m，正常运行水位9.0m；B段为加压段，长19.117km，由水泵出水口接至北郊水厂絮凝反应沉淀池，池底高程为19.25m，水面高程23.60m。
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长距离输水管线水锤防护案例分析
发表时间：2019-05-28T15:55:26.500Z 来源：《防护工程》2019年第4期作者：马晓未
[导读] 我国水资源匮乏，而且空间分布不均，为了满足高速增长的城市用水量需求，许多长距离输水管线得以建造。
河北省水利水电勘测设计研究院
摘要：长距离输水管线的水锤防护分析主要包括事故停泵以及提升泵站启泵时的管线水锤防护。
输水管线的水锤防护方案有多种选择，但对于长距离输水管线，选择一个积极有效的水锤防护方案以抵抗瞬时产生的压力是一个很大的挑战。
结合实际工程，论述了长距离输水管线水锤防护的建议以及水锤防护装置的防护效果，可供类似工程参考借鉴。
关键词：长距离输水管线；水锤；水锤防护
我国水资源匮乏，而且空间分布不均，为了满足高速增长的城市用水量需求，许多长距离输水管线得以建造。
当输水管线的稳态条件发生变化时，例如水泵断电、水泵开启或者是阀门关闭时，都会产生水锤现象。
输水管线的水锤分析以及防护方案的选择，应在输水工程设计阶段完成。
如果没有首先建立瞬态的水力模型，水锤对输水管线的影响将会很难被预测。
因此笔者针对我国长距离输水管线工程的现状和特点，选取了平坦地区和大坡度长距离输水管线2种典型工程实例论述了输水管线的瞬态水力分析以及水锤防护建议。
1水锤的原因
1.1管材与施工质量影响
传统供水管道材质通常情况下，都是灰口铸铁管。
此种管材不仅具有非常大的脆性，而且整体强度比较低，这就导致管体组织疏松，无法消除气孔。
给水管道使用期间，不仅受到横向受力，也会受到外力振动，这就使得给水管道需要承受很大的应力，久而久之，就会出现纵向破裂。
我国老城市供水管道铺设已有五、六十年，管道材质老化严重，导致管道爆漏多。
在施工时，由于沟槽开挖未能达到标准、管道焊接和施工人员的个人问题也会造成水锤的隐患。
1.2应力作用
应力是由覆土压力、水压、温度变化、不均匀沉降等产生的环向拉应力、环向弯曲应力、温差纵向拉应力、纵向弯曲应力或承口开裂应力。
（1）水压轴向应力：σ水压=μ·σh???σh=PD/2σ
（2）温变产生的轴向压力：σ温变=E·α·（t1-t2）
（3）不均匀沉降产生的压力：σb=ii·Mi/Wi
（4）许用应力：［σ］=K·φ·σs
地基沉降应力和温变应力是造成管道爆漏的主要应力因素。
1.3气囊与水锤
水力学分析表明，管道输水期间，因为管道并不是真空，因此水并不是连续的，相同介质的流体。
如果给水管道运输距离比较长，则水流速设计通常都不会太大，此时管道中的空气同城都是以气囊形式集中在管子上部。
如果管道起伏比较多，气囊通常位于管道凸起点，而如果给水管道起伏不大，则气囊存在着形式就比较分散。
如果水流倒流，管道中的空气可能会由于负压出现，水蒸气而随之流动，很多气体由此被压缩到管道顶部，而受到水流影响，最后分成一个个气囊，气囊在管道中不断运动，使得管道内部出现了比较强烈的压力振荡。
管内压强不断提升，管壁持续受到冲击，一旦超过管材承受能力，管道就会损坏。
压力变化值：?P=ρ·c·（?v）
?P—-压力升高值???????????ρ—-水的密度
c—水击波传播速度??????????v—水流速度变化值
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，所以叫水锤。
水锤效应只和水本身的惯性有关系，和水泵没有关系。
1.4腐蚀
硫酸盐还原菌是厌氧腐蚀的诱发根源，微生物往往是局部附着。
金属的表面所被附着的部位难以与氧气接触，进而产生氧浓差电池致使附着物下面的金属被强烈地腐蚀。
与此同时，好养细菌在代谢作用的过程中也会消耗大部分的氧气而造成氧浓度差异，进而也产生氧浓差电池。
耗氧量大的区域相对于其他区域而言为阳极，使得集体产生局部腐蚀，阴极去极化作用则是腐蚀中的关键步骤，相关腐蚀反应式为：
硫酸盐还原菌阴极去极化作用公式为：
SO42-+8H→S2-?+4H2O
腐蚀反应产物：Fe2+S2-→FeS
腐蚀反应产物：3Fe2++6OH--→3Fe（OH）2↓
总反应式：4Fe+SO42-+4H2O→FeS+3Fe（OH）2+2OH-
通过硫酸盐还原菌活动所产生的硫化亚铁、硫化氢以及细菌氢化酶为阴极反应提供所需的氢，并决定了阴极去极化与金属腐蚀的速率。
2水锤实例分析与处置
2.1某市水锤事件分析
2010年11月，位于山海关古城内，1995年铺设的铸铁管DN300配水管网暴漏。
原因分析：经现场查看，多数管网是由于管网年久老化以及管材材质脆裂和气候环境变化后地面下沉导致了该管网断裂。
2012年10月，由山海关向啤酒厂的城市供水管网PE管材DN500发生突发暴漏。
经现场勘察，是由于管网附近有施工队伍施工，在不了解地下设施情况盲目施工，导致用挖掘机挖土方时触碰到管网，造成管网损坏。
原因分析：上述暴漏属于人为造成，因施工方未按照城
市施工建设规定到相关部门进行施工备案，无法协调产权部门的配合，涉事部门侥幸盲目施工，导致城市供水管线损坏。
解决方法：供水企业对损坏的管网进行及时修复的同时，也要加大的城市供水管网的巡查力度，加大对维护市政设施的宣传，加大法制管理，使每个城市的政府、企事业、私营企业以及从事社会活动的群众共同保护和维护城市供水设施和公共市政设施。
2014年6月，位于秦山公路北外环原水管线发生暴漏。
原因分析：该原水管线上游水库例行检修原水管线闸阀，在连续多日检修过后，开启闸阀，原水线下游排气阀门、排沙阀门同时开启，15日检修结束，原水管线闸阀正常开启，下游管线在距离供水厂2.5公里处发生暴漏，初步分析是管线内产生气锤所致。
2015年12月，位于山海关立交桥附近1988年铺设的DN500铸铁管暴漏，经查看是由于冬季气温变化较大，导致土层变动，管接口插头变形造成暴漏。
原因分析：北方地区和靠近北方地区常年气候变化较大，冬夏季温差从零上到零下十几度甚至至几十度差距。
地下管网在长时间的环境变化下，一些地下土层发生变化时，地下管网出现上下左右移位，导致管网暴漏。
2.2?事故给我们带来的思考
这几起事件只是众多事例中的个例，我们还应该完善我们的给水排水系统，市政部门应收集更加可靠的数据，找到问题所在，根据以上实例，除管道年久老化带来的损坏，由人为施工和暴雨产生的水锤占有很大比例，对于这两个方面，应该更加重视。
3市政给水管道水锤的预防对策
3.1?合理选择管材
对给水管道水锤的现象进行治理，做好预防工作，使水锤发生的概率降低到最小程度。
合理选用管材选择承压能力强，使用性能可靠，施工方便，使用年限长，内壁光滑，输水能力基本保持不变，造价低的管材。
推广使用球墨铸铁管。
球墨铸铁管是将铸铁球化处理后离心浇铸而成。
球墨铸铁管在抗拉、抗弯、硬度、延伸率、耐冲击性及水压试验等方面的技术性能都优于灰口铸铁管和混凝土压力管，而在耐腐蚀性能及使用寿命方面又优于钢管。
3.2管线设计优化
管线系统设计优化，需要对老旧管道更新改造并依法对其附属设施进行保护?；重视管线规划和工程设计，在地形起伏地区排管，高地必须设自动排气阀，低地设泄水阀门，在适当管位增设水锤消除器，以预防管内水锤的产生与冲击。
3.3?管道工程施工
在给水管道的安装工程中，保证其施工质量是防止接口漏水，使管网安全、可靠运行的关键.在实际设计中，对管道的埋置深度、管道地基、夯实覆土的密度、接口的施工工艺等都有具体的规定和要求，在管道施工中应严格按照要求施工，提高施工技术，保证施工质量。
结语：
针对长距离输水管线的工程特点，对实际输水工程案例做出水锤分析，并选择了水锤防护方案。
结果表明，缓闭式空气阀应当安装在管道的峰点处，以防止由于气体快速排出时产生的弥合水锤；压力波动预止阀、超压泄压阀或者是它们的组合应当安装在泵站管道的出口处用来降低水锤产生的危害；单向调压塔适用于长距离、大流量、低扬程的输水管线。
参考文献：
[1]陈欣，常州市大口径输水钢管水锤原因及对策研究：［D］.上海：同济大学，2007
[2]骆升，城市大口径给水管道水锤对策措施：［D］.浙江：浙江工业大学，2012。