水錘簡介

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(dòng)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，就象錘子敲打一樣，我們稱之為水錘。

供水管道壁光滑，后續(xù)水流在慣性的“幫兇”下，水力迅速達(dá)到最大，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(huì)產(chǎn)生水錘效應(yīng)，叫負(fù)水錘。這種大幅波動(dòng)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(jì)施工中必須要考慮的關(guān)鍵因素。

水錘產(chǎn)生的條件

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

7.1如三通、彎頭、異徑管等節(jié)點(diǎn)的水泥止推墩制作不符合要求。

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(dòng)，對管路系統(tǒng)造成的危害主要有：

1、引起管道強(qiáng)烈振動(dòng)，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(huì)導(dǎo)致管子的癟塌，還會(huì)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。

消除或減輕水錘的防護(hù)措施

對于水錘的防護(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。

停泵水錘

所謂停泵水錘是指突然斷電或其他原因造成開閥停車時(shí)，在水泵和壓力管道中由于流速的突然變化而引起壓力升降的水力沖擊現(xiàn)象。例如電力系統(tǒng)或電器設(shè)備發(fā)生故障、水泵機(jī)組偶發(fā)故障等原因，都可能發(fā)生離心泵開閥停車，從而引發(fā)停泵水錘。

停泵水錘的最高壓力可達(dá)正常工作壓力的200%，甚至更高可以使管道及設(shè)備擊毀，一般事故造成“跑水”、停水；嚴(yán)重事故造成泵房被淹、設(shè)備損壞、設(shè)施被毀，甚至于造成人身傷亡事故。

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)，對機(jī)泵進(jìn)行變頻調(diào)速控制，對整個(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)致對管道和設(shè)備的破壞，采用PLC自動(dòng)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(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）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。

（3）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)對閥門關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行調(diào)整(歡迎關(guān)注:泵管家)。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.

（4）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可靠，一旦該閥門失靈，可能導(dǎo)致發(fā)生較大的水錘。

（5）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。 

（6）設(shè)置多級止回閥 

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。其最大的缺點(diǎn)是：正常運(yùn)行時(shí)水泵電耗增大、供水成本提高。