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水錘又稱水擊。水(或其他液體)輸送過程中，由于閥門突然開啟或關閉、水泵突然停車、驟然啟閉導葉等原因，使流速發(fā)生突然變化，同時壓強產生大幅度波動的現象。長距離輸水工程應進行必要的水錘分析計算，并對管路系統(tǒng)采取水錘綜合防護計算，根據管道縱向布置、管徑、設計水量、功能要求，確定空氣閥的數量、型式、口徑。

1 水錘發(fā)生的原因與分類

1.1引起水錘過程的原因

(1)啟泵、停泵、用啟閉閥門或改變水泵轉速、葉片角度調節(jié)流量時；尤其在迅速操作、使水流速度發(fā)生急劇變化的情況。

(2)事故停泵，即運行中的水泵動力突然中斷時停泵。較多見的是配電系統(tǒng)故障、誤操作、雷擊等情況下的突然停泵。

1.2水錘破壞主要的表現形式

(1)水錘壓力過高，引起水泵、閥門和管道破壞；或水錘壓力過低，管道因失穩(wěn)而破壞。

(2)水泵反轉速過高或與水泵機組的臨界轉速相重合，以及突然停止反轉過程或電動機再啟動，從而引起電動機轉子的永久變形，水泵機組的劇烈振動和聯結軸的斷裂。

(3)水泵倒流量過大，引起管網壓力下降，水量減小，影響正常供水。

1.3.水錘的分類與判別

(1)按產生水錘的原因可分為：關（開）閥水錘、啟泵水錘和停泵水錘；

(2)按產生水錘時管道水流狀態(tài)可分為：不出現水柱中斷與出現水柱中斷兩類。前者水錘壓力上升值△H通常不大于水泵額定揚程HR或水泵工作水頭H0稱正常水錘；后者當水柱再彌合時，水錘壓力上升值較高，常大于HR或H0，是引起水錘事故的重要原因，故稱非常水錘。

  所謂水柱中斷，就是在水錘過程中，由于管道某處壓力低于水的汽化壓力而產生。

（3）對于關（開）閥水錘，與關（開）閥時間T有關可分為：

   直接水錘：

Tc＜Tγ                                   （1-1）

   間接水錘：

Tc＞Tγ                                   (1-1)

   式中：Tγ—水錘相（秒）

1.4 水錘計算方法

水錘分析計算可以采用解析法、圖解法、特征線法以及有限元法。

解析法和圖解法忽略了摩擦阻力的影響，對復雜邊界條件的處理也比較粗糙，計算精度較差。

采用有限元法計算機用時并不減少，且邊界條件處理不如特征線法方便。

采用特征線法，可較精確地考慮沿程摩阻和局部摩組隊水錘計算的影響，能方便地處理各種復雜邊界條件，如串聯管道、分岔管道、閥門、調壓室、機組等處的邊界條件，計算精度可以大大提高。

2 停泵水錘，如何防護

由于停泵水錘可能導致泵站和輸水系統(tǒng)發(fā)生嚴重事故，因此有必要根據具體情況采取相應的措施來消除停泵水錘或消減水錘壓力。目前為止，已經有多種停泵水錘防護措施，大致可以分為：

1、補水（注氣）穩(wěn)壓

補水（注氣）穩(wěn)壓可防止產生水柱分離或升壓過高的斷流彌合水錘。屬于這種類型的有雙向調壓室、單向調壓室及氣壓罐。

（1）雙向調壓塔：在泵站附近或管道的適當位置修建，雙向調壓塔的水面高度應高于輸水管道終點接收水池的水面高度并考慮沿管道的水頭損失。調壓塔將隨著管路中的壓力變化向管道補水或泄掉管路中的過高壓力，從而有效地避免或降低水錘壓力。

（2）單向調壓塔：在泵站附近或管道的適當位置修建，單向調壓塔的高度低于該處的管道壓力。當管道內壓力低于塔內水位時，調壓塔向管道補水，防止水柱拉斷，避免彌合水錘。

（3）氣壓罐：國內使用經驗不多，在國外使用較廣泛。它利用氣體體積與壓力的特定定律工作。隨著管路中的壓力變化氣壓罐向管道補水或吸收管路中的過高壓力，其作用與雙向調壓塔類似。

2、泄水降壓

泄水降壓可避免壓力陡升，屬于這種類型的有停泵水錘消除器、緩閉止回閥、爆破膜片等。

（1）停泵水錘消除器主要有三種類型，下開式停泵水錘消除器、自閉式停泵水錘消除器、自動復位停泵水錘消除器。它們在工作原理上類似，即當停泵過程中，當出口壓力下降到一定值時，消除器開啟，當水錘升壓波向水泵返回時，由消除器向外排水，從而消除水錘。水錘消除器保護干管的長度，一般不超過800m。

（2）緩閉止回閥是止回閥的一種，它通過緩閉的形式來，消除水錘，形式很多，簡易可行，獲得了較為普遍的應用。緩閉止回閥有重錘式和蓄能式兩種。這種閥門可以根據需要在一定范圍內對閥門關閉時間進行調整。一般在停電后3～7s內閥門關閉70%～80%，剩余20%～30%的關閉時間則根據水泵和管路的情況調節(jié)，一般在10～30s范圍。

（3）爆破膜片類似于電路上安裝保險絲，當管路中由于水錘升壓超過預定值時，膜片自動破裂，水流外泄，起到泄水降壓的消除水錘效果。