水錘又稱水擊。是指水或其他液體輸送過程中,由于閥門突然開關(guān)、水泵驟然啟停等原因,流速突然變化且壓強(qiáng)大幅波動的現(xiàn)象。說的通俗些:突然停電或閥門關(guān)閉太快,由于壓力水流的慣性,產(chǎn)生水流沖擊波,就像錘子敲打一樣,我們稱之為水錘。
在管道系統(tǒng)安裝完畢時,我們都會進(jìn)行管道的試運(yùn)行,看看管路是否存在問題,當(dāng)在停泵、停電的一剎那,管內(nèi)會有一個巨大的沖擊力,沖擊著水泵、閥門和管路。有的沖擊力較輕,我們從外觀上看不明顯,但有的會很嚴(yán)重,造成管路系統(tǒng)的破損,那么這種現(xiàn)象是由什么原因造成的呢?
供水管道壁光滑,后續(xù)水流在慣性的“幫兇”下,水力迅速升高,所以容易造成破壞作用(如破壞閥門和水泵等),這就是水力學(xué)中的“水錘效應(yīng)”,也叫正水錘;相反,閥門或水泵突然開啟,也會產(chǎn)生水錘效應(yīng),叫負(fù)水錘。這種大幅波動的壓力沖擊波,極易導(dǎo)致管道因局部超壓而破裂、損壞設(shè)備等。所以水錘效應(yīng)防護(hù)是供水管道工程設(shè)計施工中必須要考慮的關(guān)鍵因素。
由水錘產(chǎn)生的瞬時壓強(qiáng)可達(dá)管道中正常工作壓強(qiáng)的幾十倍甚至于數(shù)百倍。這種大幅度壓強(qiáng)波動,可導(dǎo)致管道系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動或噪聲,并可能破壞閥門接頭。對管道系統(tǒng)有很大的破壞作用。
水錘效應(yīng)的危害:
水錘引起的壓強(qiáng)升高,可達(dá)管道正常工作壓強(qiáng)的幾倍,甚至幾十倍。這種大幅度的壓強(qiáng)波動,對管路系統(tǒng)造成的危害主要有:
1、引起管道強(qiáng)烈振動,管道接頭斷開;
2、破壞閥門,嚴(yán)重的壓強(qiáng)過高造成管道爆管,供水管網(wǎng)壓力降低;
3、反之,壓強(qiáng)過低又會導(dǎo)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(shè)備或管道,嚴(yán)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。
水錘發(fā)生的原因:
1、閥門突然開啟或關(guān)閉;
2、水泵機(jī)組突然停車或開啟;
3、單管向高處輸水(供水地形高差超過20米);
4、水泵總揚(yáng)程(或工作壓力)大;
5、輸水管道中水流速度過大;
6、輸水管道過長,且地形變化大。
7、不規(guī)范的施工是給水管道工程存在的隱患,如三通、彎頭、異徑管等節(jié)點的水泥止推墩制作不符合要求。
水錘阻止方法:
1、延長開閥和關(guān)閥時間。
2、離心泵和混凝泵應(yīng)在閥門半閉15%-30%時而不是全關(guān)時停泵。
3、排除管道內(nèi)的空氣,使管道內(nèi)充滿水后再開啟水泵,凡是長距離輸水管道的高起部位都應(yīng)設(shè)自動排氣閥。
4、停泵水錘主要因出水管止回閥關(guān)閉過快引起,因此,取消止回閥可以消除停水泵水錘的危害,并且可以減少水頭損失,節(jié)約電耗;目前經(jīng)過一些大城市的實驗,認(rèn)為一級泵房可以取消,二級泵房不宜取消;取消止回閥時應(yīng)進(jìn)行停水錘壓力計算,為減少和消除水錘,目前常在大口徑管道上安裝微阻緩閉止回閥。采用緩沖止回閥、微閉蝶閥安裝在大口徑的水泵出水管上,可有效的消除停泵水錘,但因閥門動作時有一定的水量倒流,吸水井須有溢流管。緊靠止回閥并在其下游安裝水錘消除器。