一、停泵水錘以及影響
在壓力管流中因流動速度強烈改變引發動量變換,進而在管道中產生一系列急劇壓力更替變動的水力碰撞情況,稱之為水錘現象。離心泵的正常工作、停車及管道中流量變化時,在壓力管道內會產生一定程度水錘現象,但是由于水錘壓力較低,因此不會產生水錘事故。泵站的水錘事故通常使因為停泵水錘而引起的。
實際上停泵水錘就是指突然停電或者其他原因導致開閥停車時,在化工泵和壓力管道中因為流動速度的忽然變化而引發壓力調節的水力沖擊情況。比如電力系統或電器設備出現故障、水泵機組偶發故障等因素,都會產生離心泵開閥停車,從而造成停泵水錘。
停泵水錘的高壓力可達正常工作壓力的200%,甚至更高能使管道及設備摧毀,一般事故導致“跑水”、停水;重大事故導致泵房被淹、設備毀壞、設施被毀,甚至是導致人身傷亡事故。
產生停泵水錘時,在水泵壓水管路起伏較大處,還可能會產生斷流水錘,也就是在管道高點處產生負壓,當壓強值小于相應溫度下的飽和壓力時,在該點產生汽化而產生汽腔,使持續水流斷開(水柱分開),當增壓波傳來時,汽腔被壓縮,在汽腔消失的一瞬間,兩股水流碰撞,從而造成斷流水錘,其壓強值將超過持續水流的水錘壓強值,因此影響更大。
二、停泵水錘保障措施
1.避免斷流水錘(水柱分開)的措施
(1)敷設壓水管路時要盡量避免一部分突起,防止產生負壓過大而造成水柱分開。
(2)在管道可能會產生水柱分開處設置充水箱或調壓塔,當停泵水錘管內壓力降低時及時補水,防止產生水柱分開。
(3)盡量降低壓力管道中流動速度。
2.避免增壓過高的對策
(1)設置水錘消除器
水錘消除器是具備一定泄水能力的安全閥,通常安裝于止回閥下游。水錘消除器有下開式水錘消除器、自閉式水錘消除器、自動復位式水錘消除器等。
(2)設空氣缸
在壓力管路上設置空氣缸,使用氣體體積與壓力反比原理,當出現水錘時,管道中壓力上升,空氣被壓縮,起氣墊的功效;當管道中產生負壓,甚至于產生水柱分開時,它向管道中補水,可以有效的削減停泵水錘的損害。
(3)設緩閉式止回閥
緩閉式止回閥有止回閥和緩閉機構組合成,常見有緩閉式止回閥、液壓式緩閉蝶閥等。當忽然停泵時,利用緩閉傳動機構,使止回閥慢慢關閉,容許一部分水利用水泵逆流回水池,進而減弱了水錘強度。在泵站中獲得廣泛采用