一起停泵水锤事故分析及其防止(新编版)
电站停泵水锤危害及防范措施
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电站停泵水锤危害及防范措施
严正波! 朱! 松
( 云南电力试验研究院( 集团) 有限公司电力研究院,云南! 昆明! "#$$#% ) 摘! 要:针对现场实际设备全面分析了停泵水锤产生的原因,从设计和运行调整方面总结介绍了防范停泵 水锤的措施。 关键词:停泵水锤! 泵控制阀! 抗水锤气压罐! 防范措施 中图分类号:&’"(! 文献标识码:)! 文章编号:%$$" * +,-# ( ($$" ) $# *4;##$ 年第 % 期
云南电力技术
第 &’ 卷!
! )在各台升压泵出口设置多功能水泵控制阀 ( 自动实 现 开 泵 时 的 缓 开,停 泵 时 的 速 闭 " 缓 闭, 基本上可以实现现行液控缓闭阀的功能,即两阶段 关阀过程,有效地防止水锤事故的产生,但它无任 何电气控制动力或外力油压系统。在阀体设计上还 采用 了 宽 阀 体 流 线 型 设 计,有 效 地 降 低 了 水 流 阻力。 ) #$ %$ !& 滇东电厂 % )在各台补给水泵和升压泵出口设置液控止 回蝶阀,它靠液压驱动开启,靠重锤势能关闭,启 闭灵活可靠,可替代闸阀( 蝶阀) 和止回阀两台 阀门。停泵时,出口液控蝶阀同时关闭,其中液控 蝶阀分快、慢二阶段关闭,前 ’( ) *+ 为快关,后 !( ) *+ 为慢关。考虑到水锤的复杂性及计算值与实 际情况可能存在的差异,设计考虑液控蝶阀的两阶 段关闭的时间及关阀行程是可调的。最终两阶段关 阀行程和关阀时间根据补给水系统调试结果确定。 ! )在升压泵出口母管上设置抗水锤气压罐型 号 ,-./!#(( 型,它利用气体体积与压力的特定定 律工作。随着管路中的压力变化,气压罐向管道补 水或吸收管路中的过高压力。当水泵突然停止运 行,压力供水管道起端处形成负压,甚至水柱分离 时,气压罐向管道补水,可以有效平衡负压,防止 水柱分离,削减水锤强度。此时气压罐中水量减 少,气体膨胀;当水锤波返回时,压力供水管道起 端压力升高,气压罐从管道进水,吸收管道内过高 的压力,气压罐中水量增加,气体被压缩,起了气 垫作用,从而有效抵抗了水锤对管路系统产生的不 利影响。 %( "! 运行调整方面 #$ !$ %& 开远电厂一期工程 % )首先向两条补给水管道注水。方法:打开 各个自动双向排气补气门的手动门;启动 0! 补给 水升 压 泵 分 别 开 启 % 、 ! 母 管 联 络 门, 开 度 在 %(1 左右即可,同时逐步关小压力波动预止阀前手
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
关于停泵水锤的分析及防护
关于停泵水锤的分析及防护摘要:介绍了停泵水锤的危害及其防护措施,并且介绍了在具体的技术条件下,通过电算法这种水锤计算来正确进行停泵水锤分析、判断停泵水锤危害,从而采取有效地防护措施来消除其危害。
关键词:停泵水锤防护措施特征线法随着城市化建设的进展,各类泵站也日益增多,而如何保证泵站及管路系统安全运行,免遭水锤破坏,越来越重要。
在压力管流中因流速剧烈变化引起动力转换,从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的水力撞击现象,称为水锤现象。
水锤是流体的一种非恒定流动,及液体运动中所有空间点处的一切运动要素(流速、加速度、动水压强、切应力和密度等)不仅随空间位置而变,而且随时间而变。
1. 停泵水锤的危害在安装有离心泵的水泵站中,因突然事故断电或其他原因而突然(开阀)停泵时,则在压水管内首先产生压力下降;随后视流速大小及管路系统情况而产生程度不同的压力上升,即停泵水锤。
泵站中发生水锤事故的现象,较为普遍,其中以地形复杂、高差起伏较大的我国西北、西南地区,尤为突出。
根据以前各地区有记录的水锤事故调查可看出:泵站中多数水锤事故的结果是轻则水管破裂,止回阀的上顶盖或壳体被打坏大量漏水,造成暂时供水中断事故;重则酿成泵站被淹没,泵船沉没等严重事故。
个别的,还因泵站水锤事故,造成冲坏铁路路基、损坏设备、伤及操作人员造成人身伤亡等次生灾害。
在农田灌溉泵站中,常因扬程高、流量及功率较大,故其水锤危害及影响毫不亚于给水工程系统,人们还特别将泵站水锤的危害列为泵站三害(即水锤、泥砂、噪声)之一。
2. 停泵水锤防护措施泵系统中停泵水锤这一水力过渡是由降压开始的。
因此,目前已有多种防护措施来解决这类由降压波的发生与传播开始的水锤升压问题,其出发点多数是建立在对停泵水锤危害的早期防治上并大致可归纳为四种类型:2.1 注水(补水)或注空气(缓冲)稳压,从而控制住系统中的水锤压力振荡,防止了真空和断流空腔再弥合水锤过高的升压。
属于这种类型的有(双向)调压塔、单向调压塔或单向调压(水)池、空气罐以及注空气(缓冲)阀等。
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。
水锤产生的原因危害及预防措施
谈水锤产生原因、危害和预防措施水锤产生原因、我公司施工的绿城千岛湖度假公寓1#楼工程,空调管道中连接风机盘管的不锈钢软接出现多处断裂,造成吊顶泡水的严重后果。
另外杭州金沙港旅游文化村度假用房某楼也发生了给水铜管管件断裂的事故,同样造成了吊顶泡水的严重后果。
这二起事故都造成较大经济损和负面影响,经现场踏勘和相关情况的了解分析,造成这二起事故的原因为“水锤”。
先说说什么叫水锤、产生水锤的原因及其危害:水锤是在突然停泵或者在阀门关闭或打开太快时,由于压力水流的惯性,产生的水流冲击波,由于象锤子敲打一样,所以叫水锤。
水锤产生的原因是: 1、阀门突然开启或关闭。
由于管道内壁光滑,水流动自如,当阀门突然关闭,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,使压力迅速达到最大,并产生破坏作用,这是正水锤。
相反,关闭的阀门在突然打开时,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、水泵突然停止或开启。
水泵起动时,在不到1s的时间内,即可从静止状态加速到额定转速,管道内的流量则从零增加到额定流量。
由于流体具有动量和一定程度的可压缩性,所以,流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击,以及出现“空化”现象;水泵停止时,管道中的水靠惯性以逐渐减慢的速度继续向用水点流动,然后流速降到零,管道中的水在重力水头作用下,又开始向水泵倒流,速度由零逐渐增大。
由于管道中水的流速变化,从而引起水锤的发生。
3、管道中存在空气。
空气柱在突然降压或升压时会膨胀或压缩推动水柱运动,这样气推水、水推气,形成水锤。
另外管道向高处输水(高差超过20米);水泵总扬程(或工作压力)大;输水管道中水流速度过大;输水管道过长,且地形变化大也是产生水锤的原因。
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,产生锤击般噪声,管道接头断开,破坏阀门,严重的造成管道爆裂。
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]。
一起停泵水锤事故分析及其防止
关键 词 : 泵水锤 停
危害
防止 多功能 水 泵控 制 阀
Ca s a y i m p-t a e m me ou e And Is Pr v n i n u e An l ss Of Pu sop W t r Ha r Tr bl t e e to
管道 中的水在 重力 作 用下 开 始 向水 泵倒 流 , 度 由 速
而 引起 的一 系列 急剧 的压力交 替升 降的水 力 冲击 现 象 。水锤 引起 的压 强 升 高 , 达管 道 正 常 作 压 强 可 [ _ 的 ,倍 , 至数 十倍 这 种 大 幅度 的压 强 波动 往 往 L 甚
J o d n AnZ n qn L ig C o D p n Ta h n xa i Y uog a e g i iPn a a e g in C e g in
( h hr a P w r ln) T eT em l o e a t P
A s a tI el h o a r a m r a g ew t u pro fh e l o e poetti pp r bt c : t gt f t m e mae nt ae p m m o e h r w r r c, s ae r n h i w eh d i h r o t t ma p j h
1 停泵水锤 及其危 害
银前 区热 电工程 循 环 水 泵房 6台 602 03 T循 环 水 泵 出 E止 回 阀采 用 Z F 87 X一1D S0液 力 l D Q0Y ,N0
自动止 回阀 , 试 车 过 程 中 , 止 回 阀 不 能 实 现 缓 在 该
2 发 生停泵水锤 的主要原 因
压力管道水锤现象及防止措施
压⼒管道⽔锤现象及防⽌措施管道在安装完毕后通常须通⽔试压,在试压时需要⼀个重要的步骤:将管道内的空⽓排放⼲净,否则通⽔试压会引起⽔锤,导致管道破裂。
那么⽔锤现象是什么?它是如何引起及防范呢?1、⽔锤现象?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。
因开泵、停泵、开关闸阀过于快速,使⽔的速度发⽣急剧变化,特别是突然停泵引起⽔锤,可以破坏管道、⽔泵、阀门、并引起⽔泵反转,管⽹压⼒降低等,所以,预防⽔锤发⽣极为重要。
⽔锤效应是指在⽔管内部,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。
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、⽔锤效应有何危害?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。
当切断电源⽽停机时,泵⽔系统的势能将克服电动机的惯性⽽命令系统急剧地停⽌,这也同样会引起压⼒的冲击和⽔锤效应。
3、发⽣⽔锤的原因与防治措施如下:a.开关阀门过快引起的⽔锤:(1)延长开阀和关阀时间。
(2)离⼼泵和混凝泵应在阀门半闭15%-30%时⽽不是全关时停泵。
b.泵引起的⽔锤(1)排除管道内的空⽓,使管道内充满⽔后再开启⽔泵,凡是长距离输⽔管道的⾼起部位都应设⾃动排⽓阀。
(2)停泵⽔锤主要因出⽔管⽌回阀关闭过快引起,因此,取消⽌回阀可以消除停⽔泵⽔锤的危害,并且可以减少⽔头损失,节约电耗;⽬前经过⼀些⼤城市的实验,认为⼀级泵房可以取消,⼆级泵房不宜取消;取消⽌回阀时应进⾏停⽔锤压⼒计算,为减少和消除⽔锤,⽬前常在⼤⼝径管道上安装微阻缓闭⽌回阀。
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
一起停泵水锤事故分析及其防止
一起停泵水锤事故分析及其防止摘要:在给水系统中,水锤在小区给水泵房和二次加压泵站常有发生,给整个给水管网带来危害,特别是在高层建筑中,由于管网压力较高,危害更大。
因而水锤的防护是整个给水管网正常运行的关键因素,也越来越被人们所重视。
本文结合某高层建筑给水系统停泵水锤事故,分析高层建筑给水系统中水锤形成的原因及其危害,提出了避免停泵水锤危害应采取的措施。
关键词:停泵水锤;危害;防止1 高层建筑给水系统停泵水锤事故工程实例即将竣工的某通讯中心地下泵房内,随着一声震耳欲聋的啸叫,人们惊奇地发现,生活给水泵停泵时,止回阀的上、下法兰连接处喷出了几股水柱,有的呈线状,有的呈片状。
正在泵房内进行水泵调试的旋工人员报告,止回阀出了故障。
通讯中心为地下3层,地上33层的A类高层建筑,总建筑面积为38km2。
1至4层为捃楼,5至33层为主楼。
该建筑生活给水系统为水泵一次提升至屋顶水箱,水箱出水用减压阀减压的分区供水方案。
地下3层至11层为1区;12层至21层为2医;22层至33层为3区水泵房设在地下3层。
生活给水泵为IS80-50—315型,共设2台水出水管上,按水流方向依次装有KXT一1型可曲挠橡胶接头、HH44X一25机械型微阻缓闭止回阀1个、Z44T-10型闸阀1个。
(详见图1)出水管管材为D150普通钢管。
该系统安装结束后,曾进行了一次试运行,试验压力为1.25MPa,流量为50m3/h,止回阀被破坏更换同型号新阀后,进行第2次试运行,如前所述,再次以止回阀故障而告终。
拆开损坏的止回阀,不仅法兰接口处漏水,而且阀体内的阀板主件呈过度翻转,较正常阀板关阀位置后倾约15。
该阀阀体及盖材料为普通铸铁,阀体用材为钢板。
该阀的公称压力为2.5MPa,密封试验压力为2.8MPa,强度试验压力为3.8MPa,缓闭时间为0~60s可调,在运行调试时,未详细计算阀门缓闭时间,实际阀门关闭时间约为1s。
2 发生停泵水锤的主要原因在各种设计参数均能满足设计要求的前提下,为什么调试时会发生故障呢?我们分析一下水泵运行时的工况。
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。
泵站停泵水锤的分析及危害有哪些?
泵站停泵水锤的分析及危害有哪些?由于压头管路中流速的急剧变化,引起管路中水流压头急剧升高或减低的水力冲击状况称为水锤状况或水击状况。
低转速离心水泵泵站水锤有启用水锤、关阀水锤与停泵水锤。
只要按照正确的操控程序启用泵,不至于引起导致危害的启用水锤,只是在空管状况下、当管中气体不可以及时排出而被压缩时才会加剧水流压头的变化。
关阀水锤在正确操控时也不会引起过大的水锤压头。
而由于突然停电或误操控导致的事故停泵所发生的泵站水锤往往数值较大,通常可达正确压头的一、5?4倍或更大,破坏性强,常导致意外事故。
因而,对泵站水锤务必认真分析,并进行核算,以便采取必要的防护工作。
一、停泵水锤分析管路上无止回阀的停泵水锤,管路上无止回阀的停泵水锤流程分三个阶段。
泵工况。
当动力突然中断后,由于机组与水流的惯性用处,机组仍然维持正转,水流仍然按正确流动方向流动。
但正转转速逐渐减小,流速与泵流量也逐渐减小,压头减低。
通常状况下,机组惯性较大时,当水流受管壁的摩阻与重力的用处停止流动时,机组仍然减速正转。
这一阶段,从动力突然中断启到管内水流完全停止正向流动【即Q=0)为止。
制动工况。
瞬态静止的水,在重力与静水头的用处下,开始倒流。
倒流水对正转的转子起制动用处,使机组转速继续减低。
当正转转子的能量耗尽时,泵停止正转。
由于倒流水受到正转叶轮的阻力,泵与管路中水压头开始回升,这一阶段从水开始倒流【即Q=0)起,到泵停止正转(即转速n=0)止。
水轮机工况。
在倒流水的用处下,泵开始反转,并逐渐加快,泵中水压也不断升高。
倒流泵流量很快达极限值,反转转速也因而上升。
随着叶轮转速的升髙,势必挟带水-起转动,阻止水流下泄。
反而使倒流泵流量有所减低,使管路中压头增至极限值,相应地转速也满足极限值。
随后,由于倒流泵流量继续减少,因而反转转速略有减低,最后机组在平稳的转速与泵流量下运作。
由于这时的机组受到倒流水的用处,在无任何负载的状况下空运转,所以这一平稳的转速叫飞逸转速。
太阳能热水系统水锤危害及预防措施
前言在安装太阳能热水系统时,管路和阀门是必不可少的,在开关这些阀门或启停水泵时有时会出现管路剧烈抖动,有时还伴有声音,或者正常运行的太阳能热水系统时常发出刺耳的响声,这就是水锤现象,有些资料也称为水击现象。
这种现象会引起管道振动和噪音,严重时可使管道破裂泄水,造成危险和伤害,后患无穷。
许多太阳能厂家代理商和用户反映这种情况,但从接触的人当中,真正能够了解水锤现象原理的人很少,因此有必要对水锤现象的危害和消除方法作一下介绍。
一、水锤现象分析在太阳能热水系统管路中液体的运动状态突然改变的情况下(例如阀门的突然关闭或突然开启,水泵的突然启动或停止)。
由于流速突然发生迅速变化,结果由于流体惯性,必然引起管路内压强的剧烈波动,即压强的突然上升与突然下降,并在整个管长范围内传播。
压强突变使管壁产生振动,并伴有锤击声,故将这种现象称为管内水锤现象,或水击现象。
当阀门迅速关闭时,管内流速急剧下降,压强迅速上升,称为正水锤。
正水锤可能使管道爆裂。
而当阀门迅速开启时,管内流速急剧上升,压强迅速下降,称为负水锤。
负水锤可使管道产生真空和汽蚀,使管道变形。
以下仅以正水锤为例分析水锤产生的过程。
以太阳能储热水箱与供热水管阀门之间管道为例(见图1),有一长为L的供热水管道,管道的另一端有一阀门,阀门后是淋浴喷头。
假定在正常供热水的条件下,管中的流速和压强分别为V0,P0。
下面来分析水锤现象产生过程。
1. 假定时间T=0时,水流以速度V0由储热水箱流向阀门,此时阀门突然关闭,则紧贴阀门的薄层流体立即停止流动,由于惯性,后面的流体仍继续流动。
压缩前面的这层流体(可想象载满人的公共汽车急刹车),使被压流体的压强突然增大,由于压强突增,引管壁膨胀,接着与其相邻的另一层液体也停止流动,压强同样升高,这样一层层水流相继停止流动,结果整个管道膨胀,压强由阀门开始沿逆流方向迅速升高,形成一个传播速度为V0的波。
2. 在关闭阀门后T= L/ V0 时刻,管内的流体处于静止与被压缩状态,由于储热水箱内的压力一定(基本没变),管道内的压强高于水箱内的压强,这一压差的存在,管内流体又以速度V0自阀门处向储热水箱内倒流,倒流的结果,使压强恢复到原来的p0,同时形成一个由水箱向阀门传播速度为V0的波。
一起停泵水锤事故的分析及防护措施
一起停泵水锤事故的分析及防护措施李宏【摘要】通过何家岩金矿排水系统水锤破坏事故的介绍,分析总结泵站水锤产生的原因、危害及相应的防护措施.【期刊名称】《中国设备工程》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】2页(P43-44)【关键词】水锤事故;水泵机组;防护措施【作者】李宏【作者单位】西北地勘局711总队,陕西略阳 724308【正文语种】中文【中图分类】TU991.39一、事故概况2010年6月2日9时左右,何家岩金矿井下新建的排水系统在调试过程中做模拟电力突然中断的测试。
在断电的一瞬间随着一声巨响,D280多级泵出口处的不锈钢缓冲器严重拉升变形成麻花状,直径273mm的排水管线有明显的位移,多处焊缝破裂,水泵叶轮高速反转,水泵出口止回阀阀芯破裂,所幸没有造成人员伤亡和淹井事故的发生。
二、原因分析很明显这是一起停泵水锤事故。
停泵水锤是水锤现象中的一种,是指水泵机组因突然断电或其他原因而造成的开阀状态下突然停车,在水泵及管路系统中,因流速突然变化而引起的一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。
对泵房和管路的安全有极大的威胁,国内有几座水泵房曾因停泵水锤而导致淹没泵房管路破裂的重大事故。
停泵水锤的主要成因是:突然停电(泵)后,由于主驱动力矩消失,机组失去正常运行时的力矩平衡状态,由于惯性作用仍继续正转,但转速降低(机组惯性大时降得慢,反之则降得快),压水管中的水,在断电后的最初瞬间靠惯性作用,以逐渐减慢的速度继续向高位水池方向流动,然后流速降至零,管路中的水在重力水头的作用下,又开始向水泵站方向倒流,速度又由零逐渐增大,引发水锤现象。
1.在水泵出口处设有普通止回阀。
当管路中倒流水流的速度达到一定程度时,止回阀突然关闭,引起压力的急剧上升,特别是水泵机组惯性小、供水地形高差大时,压力升高也大,最高压力几乎可达正常压力的两倍,这种带有冲击性的压力突然升高能击毁管路或其他设备。
国内外大量的实践证明,停泵水锤的发生主要是因为水泵出口处止回阀的突然关闭引起的。
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。
如何避免水锤发生火灾事故
如何避免水锤发生火灾事故一、了解水锤现象和危害1.1 水锤现象水锤现象是指管道中液体流动的变化引起的压力波动,这种压力波动会在管道中产生反复的振动。
当液体在管道中受到快速关闭或打开阀门、泵的启停等操作时,流速突然变化,就会引起水锤现象。
1.2 水锤危害水锤现象会给管道、阀门、泵等设备带来巨大的冲击力,长期以来可能导致管道损坏、设备磨损、甚至引发火灾事故。
因此,避免水锤现象的发生对于管道系统的安全运行至关重要。
二、预防水锤现象2.1 设计合理的管道系统在设计管道系统时,应考虑流速的平稳变化,避免在管道中出现急剧变化的流速。
此外,应选择合适的管道材质和直径,以减小水流对管道的冲击力。
2.2 安装减压阀和缓冲器在管道中安装减压阀可以有效地减小液体流速突变的影响,避免水锤现象的发生。
此外,可在管道中设立缓冲器,减小压力波动的幅度,从而降低水锤的危害。
2.3 控制阀门和泵的启停操作在管道系统中,应避免频繁地进行阀门和泵的启停操作,特别是在高压、高温、高流速的情况下,可能引发严重的水锤现象。
因此,应尽量采用缓慢启停的方式,避免突然的液体流速变化。
三、监测管道系统运行状态3.1 定期检查管道系统定期对管道系统进行检查,包括管道是否有损坏、设备是否运行正常、管道是否有管壁结垢等情况。
及时发现问题并加以处理,可以减小水锤现象的发生概率。
3.2 安装监测设备在管道系统中安装压力传感器、流量计等监测设备,及时监测管道系统的运行状态。
一旦发现异常情况,及时采取措施进行处理,避免水锤现象导致的安全事故。
四、员工培训和应急预案4.1 培训员工对于使用管道系统的工作人员,应加强对水锤现象的培训,使他们了解水锤的危害及预防措施。
员工应掌握管道操作技巧,避免误操作引发水锤现象。
4.2 制定应急预案在发生水锤现象导致管道破裂、设备损坏等情况时,应制定相应的应急预案,包括疏散人员、关闭阀门、紧急修复管道等措施。
员工应定期进行应急演练,增强应对突发事件的能力。
一起停泵水锤事故分析及其防止(最新版)
一起停泵水锤事故分析及其防止(最新版)Safety is the prerequisite for enterprise production, and production is the guarantee ofefficiency. Pay attention to safety at all times.( 安全论文)单位:_______________________部门:_______________________日期:_______________________本文档文字可以自由修改一起停泵水锤事故分析及其防止(最新版)摘要:结合银山前区热电工程循环水泵房水锤破坏事故,介绍了水锤的危害及其防止,重点介绍了多功能水泵控制阀的水锤防护过程。
关键词:停泵水锤危害防止多功能水泵控制阀1停泵水锤及其危害银前区热电工程循环水泵房6台60032T循环水泵出口止回阀采用ZDFQ807YX-1,DN800液力自动止回阀,在试车过程中,该止回阀不能实现缓闭,巨大的停泵水锤对水泵和管路造成严重损害。
2005年9月17日,1#、5#循环泵在停泵过程中,先后由于停泵水锤而遭到严重损害,具体表现是:(1)水泵基础出现裂缝;(2)联轴器分别出现3mm和8mm错位,弹性垫圈严重磨损。
水锤是指在有压管路中,由于流速的剧烈变化而引起的一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。
水锤引起的压强升高,可达管道正常工作压强的几倍,甚至数十倍。
这种大幅度的压强波动往往引起管道的强烈振动,造成阀门损坏、水泵损坏、管道接头断开和管道爆裂等事故。
据调查,全国各地区都曾发生过停泵水锤事故,有记录的在200次以上。
一般的事故造成“跑水”、停水;严重的事故造成泵房被淹,有的还引起冲毁铁路等次生灾害,还有的设备被打坏,伤及操作人员,甚至造成伤亡事故。
2发生停泵水锤的主要原因停泵水锤大多是由于电力系统故障或水泵机组机械故障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。
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。
浅谈停泵水锤现象及防护措施
浅谈停泵水锤现象及防护措施随着我国城市化进程的加快和人民生活水平的日益提高,大量的泵站工程被修建以满足供水需求,而其中对泵站供水系统安全危害较大的就是水锤事故的发生。
本文在前人研究的基础上,对水锤现象中最为严重的停泵水锤现象进行了分析与研究,以期能够为今后的泵站建设提供一定的理论基础。
标签:停泵水锤;危害;防护措施1 前言一直以来,如何有效地解决水锤的危害是泵站供水系统安全运行的重中之重,近几十年来国内外关于水锤的研究越来越深入,也取得了显著的成果。
本文对水锤的相关概念进行简要介绍,并阐述了停泵水锤的危害及几种防护措施。
2 水锤现象的概述2.1 水锤的基本概念从原理的角度上来看,水锤指的主要是管道中水流的速度发生较大的变化,从而出现压力激烈升降,导致水力冲击的情况。
如今,国内外大多数都将管路系统所发生的各种水锤现象,统称为“泵站管路系统水力过渡过程”,这个名称包括了所有水锤现象[1]。
2.2 水锤的分类从目前泵站方面的信息汇总来看,如今的水锤有多种情况的出现,从不同的角度划分,可分为以下四类:(1)根据水锤相和关阀历时的关系,可分为间接水锤和直接水锤;(2)根据发生原因的外部条件,可分为启动水锤,关阀水锤和停泵水锤;(3)根据水锤的水力特性,可分为刚性水锤和弹性水锤;(4)根据的水锤的波动现象,可分为无水柱的分离水锤和有水柱的分离水锤。
2.3 水锤的危害虽然在当前,水锤出现的时间很短,但是由于其发生时能够产生难以抗拒的巨大冲击力,而这种冲击力能够对设备乃至具体的施工人员造成较大的威胁,因此其危害不容小觑。
水锤会使压力在管道正常工作压强的几倍到几十倍的大范围波动,它会造成管道的剧烈振动和管道接头的断开,过高的压强甚至会造成管道爆裂,供水管网的压力变低。
而压强过低又会导致管道的塌陷,损坏阀门和固定件,从而导致水泵反转,破坏泵房内设备和管道,泵房被水淹没,造成较大的经济损失[2]。
我国西部地区的泵站水锤事故频频发生。
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一起停泵水锤事故分析及其防止(新编版)
摘要:结合银山前区热电工程循环水泵房水锤破坏事故,介绍了水锤的危害及其防止,重点介绍了多功能水泵控制阀的水锤防护过程。
关键词:停泵水锤危害防止多功能水泵控制阀
1停泵水锤及其危害
银前区热电工程循环水泵房6台60032T循环水泵出口止回阀采用ZDFQ807YX-1,DN800液力自动止回阀,在试车过程中,该止回阀不能实现缓闭,巨大的停泵水锤对水泵和管路造成严重损害。
2005年9月17日,1#、5#循环泵在停泵过程中,先后由于停泵水锤而遭到严重损害,具体表现是:(1)水泵基础出现裂缝;(2)联轴器分别出现3mm和8mm错位,弹性垫圈严重磨损。
水锤是指在有压管路中,由于流速的剧烈变化而引起的一系列
急剧的压力交替升降的水力冲击现象。
水锤引起的压强升高,可达管道正常工作压强的几倍,甚至数十倍。
这种大幅度的压强波动往往引起管道的强烈振动,造成阀门损坏、水泵损坏、管道接头断开和管道爆裂等事故。
据调查,全国各地区都曾发生过停泵水锤事故,有记录的在200次以上。
一般的事故造成“跑水”、停水;严重的事故造成泵房被淹,有的还引起冲毁铁路等次生灾害,还有的设备被打坏,伤及操作人员,甚至造成伤亡事故。
2发生停泵水锤的主要原因
停泵水锤大多是由于电力系统故障或水泵机组机械故障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。
近年来,自动化程度不断提高,水泵的启停往往实现了远程操作,由于自动化部件故障、电动阀故障、液力自动阀故障等引起的停泵水锤现象出现的概率大大增加。
压水管中的水在停泵后的最初瞬间主要靠惯性以逐渐减慢的速度继续向前流动,然后逐渐降至零。
管道中的水在重力作用下开始向水泵倒流,速度由零逐渐增大,当管路中倒流速度达到一定程度
时,止回阀很快关闭,因而引起很大的压力上升,即形成水锤。
而且水泵机组惯性越小,供水地形高差越大时,压力升高越大。
分析银山前区热电工程循环水泵房的停泵水锤事故,主要有以下两个原因:一是当时是在试生产阶段,有两台机组运行,一台机组调试,因此,在机组停运时,水流的惯性极小,而管网压力很大(0.35MPa),形成的水锤也就非常大。
二是出口液力自动阀的功能应是首先迅速关闭60%,然后缓慢关闭;但由于其结构上的缺陷,缓闭液压缸不能发挥应有的作用;当停泵时,在管网压力作用下,液力自动阀快速关闭,使水锤的作用进一步放大,从而使水泵机组遭到破坏。
3防止水锤的主要措施
从水泵及其管路方面考虑,以往防止水锤的措施主要是采取设置水锤消除器、设置缓冲气缸等方式,也有的设计基于止回阀快速关闭带来的严重损害,直接取消止回阀,使回水回流至吸水井,降低停泵水锤的压力。
但由于水锤消除器和缓冲气缸在安装和使用上都有其局限性和
不利因素,因而使用不多;而取消止回阀可因倒回水流冲击泵倒转,引发轴套退扣等诸多问题。
为有效地减小和消除水锤事故带来的危害,近年来一种多功能水泵控制阀逐渐被推广开来。
多功能水泵控制阀是一种新型的水力控制阀门,一阀可同时替代现行水泵压水管上的电动蝶(闸)阀、止回阀和水锤消除器,并能自动实现开泵时的缓开(准软启动),停泵时的速闭/缓闭,基本上可以实现现行液控缓闭阀的功能,即两阶段关闭过程,有效地防止水锤事故的产生。
基于以上原因,作者提出了将ZDFQ807YX-1型液力自动止回阀更换为JD745X-10型多功能水泵控制阀的建议。
现6只阀门已投入使用,在调解阀开度在50%的情况下,阀门完全关闭时间在20-40s 之间,能够有效地防止水锤事故发生,达到了预期效果。
4多功能水泵控制阀的水锤防护过程
水泵启动前,阀门出口端压力作用在主阀板上,主阀板处于关闭位置,同时膜片控制器的上腔连通压力水,下腔则与阀门进口端的低压相通。
水泵启动后,阀门进口压力逐渐升高,同时压力水通
过阀门进口端的连接管线缓慢进入膜片控制器下腔,实现主阀板的缓慢开启,开启速度可通过控制阀进行调节。
水泵(事故)停机时,阀门进口的压力降低(见图1),当接近零流量时,主阀板在自身重力作用下迅速关闭。
因阀门进口端压力降低(阀门出口端的压力水通过连接管进入膜片控制器上腔),下腔水通过阀门进口端的连接管压回至阀门进口端,缓闭阀板缓慢关闭,慢关时间可通过控制阀进行调节。
主阀板的速闭和缓闭阀板的缓闭符合给水系统的两阶段关闭规律,因此能有效地削减水锤压力峰值。
附件设计:微止回阀的作用是保证阀门开启的时间大于电机启
动时间,使电机轻载启动;阀门开启时间可根据现场工况压力设定。
控制阀可调节进出膜片控制器上下腔的水流速度,从而调节缓闭时间;在水泵正常运行时也可手动操作该阀来启闭阀门。
多功能水泵控制阀主阀板的开启是由管道中的水流冲击力大小决定的,流速高时主阀板开启度大,流速减小时阀板开启度小;流速接近于零时,主阀板关闭。
整个过程与消除水锤的两阶段关闭原理相吻合,因此消除水锤效果很好。
多功能水泵控制阀缓闭阀板的
关闭,是在膜片式控制器上下腔形成压力差后方能实现,即主阀板关闭后,缓闭阀板方能关闭,因此不会出现缓闭与速闭同步的现象。
参考文献
[1]黄靖,谢水波.多功能水泵控制阀的水锤防护特性及应用.给水排水,2002,(5).
[2]严煦世.给水排水工程快速设计手册(1)给水工程.北京:中
国建筑工业出版社,1995.
XXX图文设计
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