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技术文章
停泵水锤及防护
点击次数：985 发布时间：2021-6-3
一、停泵水锤及其危害
离心泵的正常启动、停车及管道内流量发生变化时，在压力管道内都会产生一定程度的水锤现象，但由于水锤压力较小，因而不会造成水锤事故。泵站的水锤事故往往使由于停泵水锤所引起的。
所谓停泵水锤是指突然断电或其他原因造成开阀停车时，在水泵和压力管道中由于流速的突然变化而引起压力升降的水力冲击现象。例如电力系统或电器设备发生故障、水泵机组偶发故障等原因，都可能发生离心泵开阀停车，从而引发停泵水锤。
停泵水锤的高压力可达正常工作压力的200%，甚至更高可以使管道及设备击毁，一般事故造成“跑水”、停水；严重事故造成泵房被淹、设备损坏、设施被毁，甚至于造成人身伤亡事故。
发生停泵水锤时，在水泵压水管路起伏较大处，还会发生断流水锤，即在管路高点处产生负压，当压强值小于相应温度下的饱和压力时，在该处发生汽化而形成汽腔，使连续水流中断(水柱分离)，当增压波传来时，汽腔被压缩，在汽腔消失的瞬间，两股水流撞击，从而引发断流水锤，其压强值将超过连续水流的水锤压强值，因而危害更大。
二、停泵水锤保护措施
为了防止停泵水锤事故的发生，在泵站中应采取防护措施。
1.防止断流水锤(水柱分离)的措施
(1)敷设压水管路时应尽量避免局部突起，以防出现负压过大而引起水柱分离。
(2)在管路可能产生水柱分离处设置充水箱或调压塔，当停泵水锤管内压力降低时及时补水，以防产生水柱分离。
(3)尽可能降低压力管道中流速。
2.防止增压过高的措施
(1)设置水锤消除器。
水锤消除器是具有一定泄水能力的安全阀，一般安装在止回阀下游。水锤消除器有下开式水锤消除器、自闭式水锤消除器、自动复位式水锤消除器等。图1为自动复位下开式水锤消除器，工作原理如下：水泵突然停止后，管线起端的压力下降，水锤消除器缸体2外部的水经阀门9流动管8，缸体中的水经阀3流到管8，此时在重锤5作用下，活塞1下落到虚线所示位置，当大水锤压力到来时，高压水即经排水管4排出。一部分水经止回阀瓣上的小孔回流到缸体内，直到活塞下的水量慢慢增大，压力加大，使活塞上升，重锤复位，排水管管口封住。缓冲器6用以使重锤平稳复位。
图1 自动复位下开式水锤消除器
1-活塞；2-缸体；3-阀瓣上钻有小孔的单向阀；
4-排水管；5-重锤；6-缓冲器；7-保持杆；
8-管道；9-闸阀(常开)；10-活塞联杆；11-支点
(2)设空气缸
如图2所示，在压力管路上设置空气缸，利用气体体积与压力成反比的原理，当发生水锤时，管道内压力升高，空气被压缩，起气垫的作用；当管道内形成负压，甚至发生水柱分离时，它向管道内补水，可以有效地消减停泵水锤的危害。
图2 空气缸
A-没有气囊；B-有气囊；
(3)设缓闭式止回阀。
缓闭式止回阀有止回阀和缓闭机构组成，常用有缓闭式止回阀、液压式缓闭蝶阀等。当突然停泵时，通过缓闭传动机构，使止回阀逐渐关闭，允许部分水通过水泵倒流回水池，从而减弱了水锤强度。在泵站中得到广泛采用。图3为液压式缓冲止回蝶阀。
图3 液压式缓冲止回蝶阀
(4)取消止回阀。
实践证明，止回阀的突然关闭危害极大。因此，在压水管路较短，水泵倒转危害较小的情况下，以及突然停电可以及时关闭出水闸阀时，可以不设止回阀，从而可以减少停泵水锤发生的可能性。