水錘的消除與防護(hù)
作者:泵 來源:水錘 發(fā)布時(shí)間:2020-12-11
一、水錘現(xiàn)象
水錘是在突然停電或者在閥門關(guān)閉太快時(shí),由于壓力水流的慣性,產(chǎn)生水流沖擊波,就象錘子敲打一樣,所以叫水錘。
泵站水錘有啟動(dòng)水錘、關(guān)閥水錘和停泵水錘(由于突然停電等原因形成的)。前兩種水錘在正常操作程序下,不會(huì)引起危及機(jī)組安全的問題。后者形成的水錘壓力值往往很大,從而釀成事故。
二、消除或減輕水錘的防護(hù)措施
對(duì)于水錘的防護(hù)措施很多,但需根據(jù)水錘可能產(chǎn)生的原因,采取不同的措施。
1、降低輸水管線的流速,可在一定程度上降低水錘壓力,但會(huì)增大輸水管管徑,增加工程投資。輸水管線布置時(shí)應(yīng)考慮盡量避免出現(xiàn)駝峰或坡度劇變。
減少輸水管道長度,管線愈長,停泵水錘值愈大。由一個(gè)泵站變兩個(gè)泵站,用吸水井把兩個(gè)泵站銜接起來。
停泵水錘的大小主要與泵房的幾何揚(yáng)程有關(guān),幾何揚(yáng)程愈高,停泵水錘值也愈大。因此,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選用合理的水泵揚(yáng)程。
事故停泵后,應(yīng)待止回閥后管道充滿水再啟動(dòng)水泵。
啟泵時(shí)水泵出口閥門不要全開,否則會(huì)產(chǎn)生很大的水沖擊。很多泵站的重大水錘事故多在這種情況下產(chǎn)生。
2、設(shè)置水錘消除裝置
(1)采用恒壓控制技術(shù):
采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng),對(duì)機(jī)泵進(jìn)行變頻調(diào)速控制,對(duì)整個(gè)供水泵房系統(tǒng)操作實(shí)行自動(dòng)控制。由于供水管網(wǎng)壓力隨著工況的變化而不斷變化,系統(tǒng)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)低壓或超壓現(xiàn)象,容易產(chǎn)生水錘,導(dǎo)致對(duì)管道和設(shè)備的破壞,采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng),通過對(duì)管網(wǎng)壓力的檢測(cè),反饋控制水泵的開、停和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),控制流量,進(jìn)而使壓力維持一定水平,可以通過控制微機(jī)設(shè)定機(jī)泵供水壓力,保持恒壓供水,避免了過大的壓力波動(dòng),使產(chǎn)生水錘的概率減小。
(2)設(shè)置單向調(diào)壓塔
在泵站附近或管道的適當(dāng)位置修建,單向調(diào)壓塔的高度低于該處的管道壓力。當(dāng)管道內(nèi)壓力低于塔內(nèi)水位時(shí),調(diào)壓塔向管道補(bǔ)水,防止水柱拉斷,避免彌合水錘。但其對(duì)停泵水錘以外的水錘如關(guān)閥水錘的降壓作用有限。此外單向調(diào)壓塔采用的單向閥的性能要絕對(duì)可靠,一旦該閥門失靈,可能導(dǎo)致發(fā)生較大的水錘。
(3)在泵站內(nèi)設(shè)置旁通管(閥)
在泵系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),由于水泵壓水側(cè)水壓高于吸水側(cè)的水壓,止回閥關(guān)閉。當(dāng)事故斷電突然停泵后,水泵站出口處壓力急劇降低,而吸水側(cè)壓力則猛升。在此差壓下,吸水總管中的瞬態(tài)高壓水即推開止回閥閥板流向壓水總管的瞬態(tài)低壓水,并使該處低水壓有所升高;另一方面,使水泵吸水側(cè)的水錘升壓也得到降低。這樣一來,水泵站兩側(cè)的水錘升、降壓都得到控制,從而有效地減少和防止了水錘危害。
(4)安裝水錘消除器
該設(shè)備主要防止停泵水錘,一般安裝在水泵出口管道附近,利用管道本身的壓力為動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)低壓自動(dòng)動(dòng)作,即當(dāng)管道中的壓力低于設(shè)定保護(hù)值時(shí),排水口會(huì)自動(dòng)打開放水泄壓,以平衡局部管道的壓力,防止水錘對(duì)設(shè)備和管道的沖擊,消除器一般可分為機(jī)械式和液壓式兩種,機(jī)械式消除器動(dòng)作后由人工恢復(fù),液壓式消除器可自動(dòng)復(fù)位。
(5)在大口徑的水泵出水管上安裝緩閉止回閥
可有效的消除停泵水錘,但因閥門動(dòng)作時(shí)有一定的水量倒流,吸水井須有溢流管。緩閉止回閥有重錘式和蓄能式兩種。這種閥門可以根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)對(duì)閥門關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。一般在停電后3~7 s內(nèi)閥門關(guān)閉70%~80%,剩余20%~30%的關(guān)閉時(shí)間則根據(jù)水泵和管路的情況調(diào)節(jié),一般在10~30 s范圍。值得注意的是,當(dāng)管路中存在駝峰而發(fā)生彌合水錘時(shí),緩閉止回閥的作用就十分有限.
(6)設(shè)置多級(jí)止回閥
在較長的輸水管路中,增設(shè)一個(gè)或多個(gè)止回閥,把輸水管劃分成幾段,每段上均設(shè)止回閥。當(dāng)水錘過程中輸水管中水倒流時(shí),各止回閥相繼關(guān)閉把回沖水流分成數(shù)段,由于每段輸水管(或回沖水流段)內(nèi)靜水壓頭相當(dāng)小,從而降低了水錘升壓。此項(xiàng)防護(hù)措施,可有效的用于幾何供水高差很大的情況;但不能消除水柱分離的可能性。其大的缺點(diǎn)是:正常運(yùn)行時(shí)水泵電耗增大、供水成本提高。