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、水泵驟然啟停等原因,流速突然變化且壓強大幅波動的現象。說的通俗些:突然停電或閥門關閉太快,由于壓力水流的慣性,產生水流沖擊波,就像錘子敲打一樣,我們稱之為水錘。
在管道系統安裝完畢時,我們都會進行管道的試運行,看看管路是否存在問題,當在停泵、停電的一剎那,管內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,但有的會很嚴重,造成管路系統的破損,那么這種現象是由什么原因造成的呢?
供水管道壁光滑,后續水流在慣性的“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),這就是水力學中的“水錘效應”,也叫正水錘;相反,閥門或水泵突然開啟,也會產生水錘效應,叫負水錘。這種大幅波動的壓力沖擊波,極易導致管道因局部超壓而破裂、損壞設備等。所以水錘效應防護是供水管道工程設計施工中必須要考慮的關鍵因素。
由水錘產生的瞬時壓強可達管道中正常工作壓強的幾十倍甚至于數百倍。這種大幅度壓強波動,可導致管道系統產生強烈振動或噪聲,并可能破壞閥門接頭。對管道系統有很大的破壞作用。
水錘效應的危害:
水錘引起的壓強升高,可達管道正常工作壓強的幾倍,甚至幾十倍。這種大幅度的壓強波動,對管路系統造成的危害主要有:
1、引起管道強烈振動,管道接頭斷開;
2、破壞閥門,嚴重的壓強過高造成管道爆管,供水管網壓力降低;
3、反之,壓強過低又會導致管子的癟塌,還會損壞閥門和固定件;
4、引起水泵反轉,破壞泵房內設備或管道,嚴重的造成泵房淹沒,造成人身傷亡等重大事故,影響生產和生活。
水錘發生的原因:
1、閥門突然開啟或關閉;
2、水泵機組突然停車或開啟;
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、延長開閥和關閥時間。
2、離心泵和混凝泵應在閥門半閉15%-30%時而不是全關時停泵。
3、排除管道內的空氣,使管道內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設自動排氣閥。
4、停泵水錘主要因出水管止回閥關閉過快引起,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,節約電耗;目前經過一些大城市的實驗,認為一級泵房可以取消,二級泵房不宜取消;取消止回閥時應進行停水錘壓力計算,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。