王曉芃

水錘防護(hù)不利是影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要因素，因此需加強(qiáng)對(duì)輸水管道安全問題的重視，加大大管徑輸水管路的水錘防護(hù)措施力度。

1 水錘危害與成因分析

1.1 水錘成因

水錘成因主要有以下幾點(diǎn)：閥門突然啟動(dòng)或關(guān)閉；水泵機(jī)組突然停止或啟動(dòng)；單管向高處輸水；輸水管路中水流速度過快；輸水管道較長，同時(shí)地形變化較大。

1.2 水錘危害分析

在輸水管路出現(xiàn)水錘災(zāi)害時(shí)，壓強(qiáng)將不斷增高，可能達(dá)到輸水管路正常工作壓強(qiáng)的幾十倍。壓強(qiáng)波動(dòng)較大，將造成以下危害：輸水管道振動(dòng)劇烈，管道接頭斷裂，閥門損壞，甚至?xí)霈F(xiàn)管道爆裂的情況，影響供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；水泵反轉(zhuǎn)，泵房設(shè)備或管道破損，嚴(yán)重的甚至?xí)蜎]泵房。

2 水錘災(zāi)害預(yù)防措施

2.1 開（關(guān)）閥水錘預(yù)防措施

開關(guān)水錘可以分為直接水錘與間接水錘兩種，我們可以通過延長開閥與閉閥時(shí)間避免管路出現(xiàn)直接水錘災(zāi)害；為降低水泵出口的壓力，我們需在閥門關(guān)閉到15～30%時(shí)關(guān)閉離心泵、混流泵，延長閥門使用壽命。一般抽流泵不需在水泵出口設(shè)置閥門。

2.2 啟泵水錘預(yù)防措施

為避免管路出現(xiàn)啟泵水錘災(zāi)害，需要先排出管道中的空氣，直至管道中充滿水后才可開啟水泵。在長距離、大管徑輸水管道的隆起處均需配置自動(dòng)排水閥或充水設(shè)備；在必須空管啟動(dòng)水泵時(shí)，為避免管路出現(xiàn)啟泵水錘災(zāi)害，我們可采取分階段開閥啟泵的方法：首先，把水泵出口處閥門打開一部分，管路上的其它閥門需全部打開；然后，開啟水泵，在管道中充滿水之后將水泵出口處閥門打開至規(guī)定角度。針對(duì)設(shè)置有止回閥的水泵，需設(shè)置自動(dòng)排氣閥與旁通閥。在出現(xiàn)事故停泵之后，需保證止回閥后管道中充滿水后才可啟動(dòng)水泵。同時(shí)，為保證供水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，需保證啟泵時(shí)水泵出口閥門沒有全部開啟。

2.3 停泵水錘預(yù)防措施

在剛斷電時(shí)，給水管中的水流由于慣性將緩慢流向水池，之后會(huì)慢慢停止流動(dòng)。管道中的水在重力水頭的影響下，將倒流向水泵，并逐漸加速。由于管道中水流流速的變化，將出現(xiàn)水錘災(zāi)害。為預(yù)防出現(xiàn)停泵水錘災(zāi)害，需采取以下措施：

（1）降低輸水流速，為降低輸水管路中水的流速，需盡量使用較厚的管道，從而降低水錘壓力。

（2）改變電動(dòng)機(jī)慣性。為降低水錘壓力，我們可以使用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的電動(dòng)機(jī)或配置慣性足夠的飛輪。

（3）科學(xué)設(shè)置管線。在設(shè)置輸水管線時(shí)，需保證管路的平整性，以免出現(xiàn)峰點(diǎn)或坡度改變；在輸水管路中各個(gè)峰點(diǎn)位置需配置排氣閥，以免出現(xiàn)彌合水錘災(zāi)害。

（4）科學(xué)設(shè)置水泵揚(yáng)程。停泵水錘與泵房幾何揚(yáng)程有著重要關(guān)系，揚(yáng)程越高，則停泵水錘越大。因而，我們需依據(jù)實(shí)際情況確定水泵揚(yáng)程。

（5）減小輸水管路長度。隨著輸水管線長度的增加，停泵水錘值將不斷增大。因此，我們需盡量減小輸水管路長度。

（6）取消止回閥。出水管道止回閥關(guān)閉過快將引發(fā)停泵水錘。因而，為降低停泵危害，我們可以取消止回閥。

（7）緩慢閉合止回閥。為避免出現(xiàn)停泵水錘災(zāi)害，需在大管徑水泵出水管上設(shè)置緩閉止回閥、微閉蝶閥。由于在關(guān)閉閥門時(shí)，將出現(xiàn)水流倒流的情況，需在吸水井設(shè)置溢流管。緩閉止回閥主要有重錘式和蓄能式這兩種，此閥門可以依據(jù)實(shí)際情況科學(xué)調(diào)整閥門關(guān)閉時(shí)間。但是需注意，在輸水管路峰點(diǎn)出現(xiàn)彌合水錘現(xiàn)象時(shí)，緩閉止回閥作用較小。

（8）配置水錘消除器。在止回閥下游處設(shè)置水錘消除器，可通過水錘消除器消除管路中的水錘壓力，簡單來說就是在管路中壓力值低于保護(hù)值時(shí)，排水口將自動(dòng)開啟排水降壓，保證管路壓力平衡，以免出現(xiàn)水錘災(zāi)害。水錘消除器主要有開式停泵直接水錘消除器、自動(dòng)復(fù)位水錘消除器等。

（9）配置泄壓保護(hù)閥。在整個(gè)管路中均可安裝此設(shè)施，其工作原理與水錘消除器相同，此設(shè)備設(shè)置的動(dòng)作壓力為高壓，在管路中壓力較高時(shí)，排水口將自動(dòng)開啟以降低管路壓力。

（10）使用水力控制閥。通常情況下，此設(shè)備安裝在水泵出口位置，此閥門是通過機(jī)泵出口和管網(wǎng)之間的壓力差實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)的功能，閥門安裝有活塞缸或膜片室控制閥門開合速度。

（11）設(shè)置雙向調(diào)壓塔。此設(shè)施需設(shè)置在泵站附近或管道的合適區(qū)域，同時(shí)需保證雙向調(diào)壓塔的水面高度高于輸水管道終點(diǎn)水池高度。調(diào)壓塔可依據(jù)輸水管路壓力的改變采用補(bǔ)水或排水方式，降低水錘壓力。

（12）設(shè)置單向調(diào)壓塔。此設(shè)施可以安裝在泵站附近或管道的合適區(qū)域。需保證單向調(diào)壓塔的高度低于此處的管道壓力。在管道中壓力較低時(shí)，需向管道中補(bǔ)水，以免出現(xiàn)彌合水錘。同時(shí)，需保證單向閥性能良好，假如閥門失靈，將出現(xiàn)水錘災(zāi)害。

（13）配置氣壓罐。氣壓罐是依據(jù)氣體體積和壓力的定律工作的。隨著輸水管路中壓力的改變，氣壓罐需通過補(bǔ)水或吸收管路中壓力的方式避免水錘災(zāi)害。

（14）使用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)。隨著工作情況改變供水管道壓力也將發(fā)生改變，機(jī)泵運(yùn)行過程中常常會(huì)出現(xiàn)低壓或超壓問題，極易出現(xiàn)水錘災(zāi)害，損壞輸水管道與設(shè)備。使用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以自動(dòng)檢測輸水管道壓力，并自動(dòng)控制水泵的開、閉與轉(zhuǎn)速調(diào)整，科學(xué)控制流量，保證輸水管道壓力穩(wěn)定，降低出現(xiàn)水錘災(zāi)害的機(jī)率。

3 結(jié)語

總之，為保證長距離大管徑輸水管路可以穩(wěn)定運(yùn)行，需依據(jù)工程規(guī)模、地形、地質(zhì)等因素了解安全隱患，采取有效措施保證輸水管道不會(huì)出現(xiàn)水錘災(zāi)害，保證輸水管道可以充分發(fā)揮自己的作用。