泵內(nèi)的水錘行成和危害分析
作者:安懷泵閥發(fā)布時(shí)間:2017-07-23 13:31點(diǎn)擊:
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泵內(nèi)的水錘行成和危害分析
水錘現(xiàn)象又稱為水擊現(xiàn)象是由于壓力管道中流速的急劇變化，引起管道中水流壓力急劇升高或降低的水力沖擊現(xiàn)象行成的。常用的離心泵的水錘有啟動(dòng)水錘、關(guān)閥水錘和停泵水錘。只要按照正常的操作程序啟動(dòng)水泵，不至于引起造成危害的啟動(dòng)水錘，只是在空管情況下、當(dāng)管中空氣不能及時(shí)排出而被壓縮時(shí)才會(huì)加劇水流壓力的變化。水泵的行成和預(yù)防都是有原因和方法的，下面給大家分別分析一下：
一、停泵水錘分析
管道上無(wú)止回閥的停泵水錘，管道上無(wú)止回閥的停泵水錘過(guò)程分三個(gè)階段。水泵工況。當(dāng)動(dòng)力突然中斷后，由于機(jī)組和水流的慣性作用，機(jī)組仍然保持正轉(zhuǎn)，水流仍然按正常流動(dòng)方向流動(dòng)。但正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速逐漸減小，流速和流量也逐漸減小，壓力降低。一般情況下，機(jī)組慣性較大時(shí)，當(dāng)水流受管壁的摩阻和重力的作用停止流動(dòng)時(shí)，機(jī)組仍然減速正轉(zhuǎn)。這一階段，從動(dòng)力突然中斷起到管內(nèi)水流完全停止正向流動(dòng)（即Q=0)為止。
制動(dòng)工況。瞬態(tài)靜止的水，在重力和靜水頭的作用下，開(kāi)始倒流。倒流水對(duì)正轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子起制動(dòng)作用，使機(jī)組轉(zhuǎn)速繼續(xù)降低。當(dāng)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的能量耗盡時(shí)，水泵停止正轉(zhuǎn)。由于倒流水受到正轉(zhuǎn)葉輪的阻力，水泵和管道中水壓力開(kāi)始回升，這一階段從水開(kāi)始倒流（即Q=0)起，到水泵停止正轉(zhuǎn)(即轉(zhuǎn)速n=0)止。
水輪機(jī)工況。在倒流水的作用下，水泵開(kāi)始反轉(zhuǎn)，并逐漸加快，泵中水壓也不斷升高。倒流流量很快達(dá)最大值，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也因而上升。隨著葉輪轉(zhuǎn)速的升髙，勢(shì)必挾帶水-起旋轉(zhuǎn)，阻止水流下泄。反而使倒流流量有所降低，使管道中壓力增至最大值，相應(yīng)地轉(zhuǎn)速也達(dá)到最大值。隨后，由于倒流流量繼續(xù)減少，因而反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速略有降低，最后機(jī)組在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速和流量下運(yùn)行。由于這時(shí)的機(jī)組受到倒流水的作用，在無(wú)任何負(fù)載的情況下空轉(zhuǎn)，所以這一穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速叫飛逸轉(zhuǎn)速。
無(wú)止回閥時(shí)水泵出口處在突然停泵后的壓力、流量、轉(zhuǎn)速變化過(guò)程線，水泵出口處升壓水錘值可達(dá)正常壓力的10%?50%，降壓水錘值可達(dá)正常壓力的90%左右。
管道上裝有止回閥時(shí)的停泵水錘，當(dāng)水泵出口處裝有止回閥時(shí)，其水錘過(guò)程的第一階段與無(wú)止回閥的情況相同。即管道離心泵正轉(zhuǎn)水正流，壓力降低，最大降壓值為正常壓力的90%左右。在第二階段，止回閥關(guān)閉，引起壓力突然升高，最大增壓值為正常壓力的90%左右。機(jī)組轉(zhuǎn)子因無(wú)倒流水的作用，
其正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速緩慢下降。壓力達(dá)到最大值后，急速下降，隨后又上升、下降，以靜水頭100%處為基線，上下交替變化。因管道的摩擦阻力，水錘波的峰值逐漸降低，最后穩(wěn)定在靜水頭線上。
水錘壓力沿管道的分布線圖有止回閥與無(wú)止回閥時(shí)管道沿程最大、最小壓力分布線。靠近水泵出口處壓力降較大，而在出水池附近壓力降較小。若管道中某點(diǎn)（如C點(diǎn)）形成的負(fù)壓低于工作溫度下的飽和蒸汽壓力，水將發(fā)生汽化，產(chǎn)生水柱分離現(xiàn)象，當(dāng)水柱彌合時(shí)，產(chǎn)生巨大的局部壓力，使壓水管道遭到破壞。
二、停泵水錘的危害
當(dāng)泵站發(fā)生停泵水錘事故時(shí)，將造成“跑水”，停水，嚴(yán)重的還造成泵房被淹；有的還造成工廠被迫停產(chǎn)，沖壞鐵路，還有的設(shè)備被水錘壓力破壞，甚至造成人員傷亡事故.如某電廠泵站從水庫(kù)取水輸送至電廠，管線全長(zhǎng)13200m，管線沿地形起伏鋪設(shè)，呈逐漸上升的趨勢(shì)。采用工作壓力為1.OMPa和0.8MPa的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管道，管道投人運(yùn)行后曾先后多次發(fā)生水錘爆管事故，電廠被迫停止發(fā)電，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。
關(guān)閥水錘在正常操作時(shí)也不會(huì)引起過(guò)大的水錘壓力。而由于突然停電或誤操作造成的事故停泵所產(chǎn)生的泵站水錘往往數(shù)值較大，一般可達(dá)正常壓力的1.5?4倍或更大，破壞性強(qiáng)，常造成意外事故。因此，對(duì)泵站水錘必須認(rèn)真分析，并進(jìn)行計(jì)算，以便采取必要的防護(hù)措施。
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