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、葉片角度調節流量時；尤其在迅速操作、使水流速度發生急劇變化的情況。
(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發生嚴重事故，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）穩壓
補水（注氣）穩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，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。
3、其他類型
（1）適當增加管道直徑、壁厚，降低輸水管線的流速，這樣可以在一定程度上降低水錘壓力。
（2）減少管道長度，由一個泵站變為兩個泵站，用吸水井把兩個泵站銜接起來。
（3）選用轉動慣量較大的水泵機組或加裝有足夠慣性的飛輪，可在一定程度上降低水錘值。
（4）改變管道縱斷面布置形式。在輸水管線布置時應盡量避免出現坡度劇變的情況。
防護水錘，注意事項
另外，在選擇停泵水錘的防護措施時要注意以下幾點：
（1）所選用的防護措施，應與所出泵站及管路系統的規模、作用、對安全性的要求及技術（管理）水平相適應，并盡可能選擇技術安全可靠、經濟合理、管理維修方便的防護措施。
（2）在有可能產生水錘危害的情況下，應早期防治。如在泵站及管路系統的設計、管材走向的選定、水泵機組和管材的選用以及管內流速的確定等方面，都應考慮采取消除或減輕水錘危害的措施。
（3）根據具體情況，盡可能采用綜合性防范措施（幾種措施同時采用），以提高防護功能的安全可靠性。
（4）對防護措施的管理維護及操作等方面的要求，應給予足夠的重視，國內不少重大泵站停泵水錘事故，都是由于對防護設備維修不善或失誤操作造成的。
（5）防護措施的選擇，必須與停泵水錘精確計算及相互分析相配合，同時進行。
總之，停泵水錘現象及其危害，與任何一種具體的物理現象一樣，都是在特定的條件下產生的。因此，大多防范措施是建立在對停泵水錘的早期防護上，在實際工程中，應掌握其實質，綜合考慮，靈活應用。
上面是對停泵水錘的防護措施。下面來看看其它水錘以及防護措施。
蒸汽管道的水錘
1）、蒸汽管道中的撞擊
在蒸汽配送管道中會發生水錘，通常是第一次提供蒸汽時，緩慢的關閉閥門能夠有效的去除由于管道內冷凝水液位過高所形成的水錘，但這種方法對去除由于蒸汽突然冷凝所造成的水錘形式沒有太大的效果。
由于冷凝水是引起這兩類水錘的關鍵，所以去除冷凝水是解決這兩類水錘發生最有效的解決方案。蒸汽疏水閥的正確安裝至關重要，這樣可以瞬時連續的排放出蒸汽配送管道內的冷凝水。
2）、管道布置
如果已經按照建議的位置安裝了蒸汽疏水閥，但水錘的現在仍然存在。那么最有可能的原因之一是：管道安裝的傾斜度不正確。如果管道安裝的傾斜度不正確，那么冷凝水就不能正常的流入疏水閥，從而在某些位置形成高液位的冷凝水。
蒸汽管道向上傾斜：水錘發生
蒸汽管道向下傾斜：沒有水錘發生
長距離的蒸汽配送管道，只要稍微上升一點就可能導致水錘，當在安裝蒸汽管道時，需使用水平儀反復測量管道的傾斜度。
3）、冷凝水積存在分配管線的末端
這只水錘發生的一部分原因，為了真正的消除這個問題，需要對其整套的管道系統進行檢測找出確切的原因并且制定適當的對策。
設備附近的撞擊
設備中的水錘，就類似于蒸汽配送管道內的水錘，通常是由于高液位的冷凝水積存造成的。它們之間的區別在于這種類型的水錘即使發生了，設備也能正常的工作。
舉個例子如管殼式換熱器。當設備的負載下降（如：減少加熱產品的數量或產品溫度的升高），壓差也隨之降低直到消失，這樣冷凝水就會積存在換熱器內。這種現象被稱之為“滯流”。取決于背壓，當設備停車時，冷凝水會充滿整個管殼式換熱器。
當蒸汽被送入一個具有高液位冷凝水的空間，它會瞬間的冷凝形成水錘。在大多數情況下，像這類小規模的水錘只是暫時的，并不像在蒸汽配管中那么的猛烈。
然而，如果像這類小規模的水錘長時間的或頻繁發生時，它會削弱設備的硬度使設備突然發生斷裂。這種缺口通常發生在高壓力、負載大、設備全開的狀態下。快速的排放冷凝水是預防與消除這種情況的關鍵。
除了滯流，許多其它情況也會導致冷凝水積存在設備內。例如：熱交換器的結構或壓力平衡管，蒸汽疏水閥與管道安裝不恰當，冷凝水回收管線條件，等這類問題。
消除和減輕水錘危害的基本方法
1、如果蒸汽主管有水錘發生，需立刻緩慢的關閉閥門，切斷蒸汽流動，水錘就可能停止，等水錘停止了，再慢慢的打開閥門。若關閉閥門了，水錘仍然沒有停止，那么就說明是由于蒸汽突然冷凝形成的波浪形水錘。當管道內的冷凝水液位接近管道的80%時就會形成水錘，這種情況首先應該選用合適的疏水閥及時把水排放干凈，或者檢查管道安裝是否正確，或者應該擴大疏水管道。蒸汽管道送汽前要充分暖管，徹底疏水，然后緩慢開啟閥門送汽。
2、蒸汽管道末端的水錘，在末端安裝疏水閥排水即可解決。
3、如果是冷凝水倒流造成的水錘，加裝止回閥即可解決，但止回閥應動作靈活，不應出現忽開忽關現象。
4、如果是換熱設備內產生的水錘，可以把設備進汽管道的氣動開關類閥門，更換成氣動比例調節閥。
5、盡量縮短閥件與容器間的管道長度。
6、管道上裝設安全閥、排空閥或蓄能器。
綜上所述，選擇正確類型和正確型號的疏水閥，正確的管道系統布局，即可解決大部分的水錘。如果某個疏水閥長期遭受水錘的沖擊，經常損壞，這肯定是系統布局不合理，必須盡快解決。
常見的兩個重要應用就是蒸汽主管和有溫控換熱器后的疏水:
A、一般來說，蒸汽主管應每隔30~50米設一個疏水點，并配以尺寸合適的集水槽；所有上升管的底部都必須疏水，否則產生水錘。
B、只有在冷凝水能及時排出的情況下，帶溫度控制的換熱器才會高效的工作。無論安裝哪一種疏水閥，如果閥后有提升，都可能會發生水錘。
因此管道的正確設計和安裝是至關重要的，這將有助于系統在使用壽命內安全運行，并發揮出最佳的熱力性能。
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