水錘是指水或其他液體輸送過程中,由于閥門突然開關、水泵驟然啟停等原因,流速突然變化且壓強大幅波動的現(xiàn)象。閥門突然開啟或關閉;水泵機組突然停車或開啟;單管向高處輸水;水泵總揚程(或工作壓力)大;輸水管道中水流速度過大;輸水管道過長,且地形變化大等因素都能形成水錘的產(chǎn)生。
水錘引起的壓強升高,可達管道正常工作壓強的幾倍,甚至幾十倍。這種大幅度的壓強波動,對管路系統(tǒng)造成的危害主要有:
1、引起管道強烈振動,管道接頭斷開;
2、破壞閥門,嚴重的壓強過高造成管道爆管,供水管網(wǎng)壓力降低;
3、反之,壓強過低又會導致管子的癟塌,還會損壞閥門和固定件;
4、引起水泵反轉(zhuǎn),破壞泵房內(nèi)設備或管道,嚴重的造成泵房淹沒,造成人身傷亡等重大事故,影響生產(chǎn)和生活。
對于水錘的防護措施很多,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,但會增大輸水管管徑,增加工程投資。輸水管線布置時應考慮盡量避免出現(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。由一個泵站變兩個泵站,用吸水井把兩個泵站銜接起來。
停泵水錘的大小主要與泵房的幾何揚程有關,幾何揚程愈高,停泵水錘值也愈大。因此,應根據(jù)當?shù)貙嶋H情況選用合理的水泵揚程。
事故停泵后,應待止回閥后管道充滿水再啟動水泵。
啟泵時水泵出口閥門不要全開,否則會產(chǎn)生很大的水沖擊。
2、設置水錘消除裝置
(1)采用恒壓控制技術
采用PLC自動控制系統(tǒng),對機泵進行變頻調(diào)速控制,對整個供水泵房系統(tǒng)操作實行自動控制。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,導致對管道和設備的破壞,采用PLC自動控制系統(tǒng),通過對管網(wǎng)壓力的檢測,反饋控制水泵的開、停和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),控制流量,進而使壓力維持一定水平,可以通過控制微機設定機泵供水壓力,保持恒壓供水,避免了過大的壓力波動,使產(chǎn)生水錘的概率減小。
(2)安裝水錘消除器
該設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力來實現(xiàn)低壓自動動作,即當管道中的壓力低于設定保護值時,排水口會自動打開放水泄壓,以平衡局部管道的壓力,防止水錘對設備和管道的沖擊,消除器一般可分為機械式和液壓式兩種,機械式消除器動作后由人工恢復,液壓式消除器可自動復位。