泵内的水锤行成和危害分析
2025年04月24日 08:16:15
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泵内的水锤行成和危害分析
水锤现象又称为水击现象是由于压力管道中流速的急剧变化，引起管道中水流压力急剧升高或降低的水力冲击现象行成的。常用的离心泵的水锤有启动水锤、关阀水锤和停泵水锤。只要按照正常的操作程序启动水泵，不至于引起造成危害的启动水锤，只是在空管情况下、当管中空气不能及时排出而被压缩时才会加剧水流压力的变化。水泵的行成和预防都是有原因和方法的，下面给大家分别分析一下：
一、停泵水锤分析
管道上无止回阀的停泵水锤，管道上无止回阀的停泵水锤过程分三个阶段。水泵工况。当动力突然中断后，由于机组和水流的惯性作用，机组仍然保持正转，水流仍然按正常流动方向流动。但正转转速逐渐减小，流速和流量也逐渐减小，压力降低。一般情况下，机组惯性较大时，当水流受管壁的摩阻和重力的作用停止流动时，机组仍然减速正转。这一阶段，从动力突然中断起到管内水流停止正向流动（即Q=0)为止。
制动工况。瞬态静止的水，在重力和静水头的作用下，开始倒流。倒流水对正转的转子起制动作用，使机组转速继续降低。当正转转子的能量耗尽时，水泵停止正转。由于倒流水受到正转叶轮的阻力，水泵和管道中水压力开始回升，这一阶段从水开始倒流（即Q=0)起，到水泵停止正转(即转速n=0)止。
水轮机工况。在倒流水的作用下，水泵开始反转，并逐渐加快，泵中水压也不断升高。倒流流量很快达值，反转转速也因而上升。随着叶轮转速的升髙，势必挟带水-起旋转，阻止水流下泄。反而使倒流流量有所降低，使管道中压力增至值，相应地转速也达到值。随后，由于倒流流量继续减少，因而反转转速略有降低，最后机组在稳定的转速和流量下运行。由于这时的机组受到倒流水的作用，在无任何负载的情况下空转，所以这一稳定的转速叫飞逸转速。
无止回阀时水泵出口处在突然停泵后的压力、流量、转速变化过程线，水泵出口处升压水锤值可达正常压力的10%?50%，降压水锤值可达正常压力的90%左右。
管道上装有止回阀时的停泵水锤，当水泵出口处装有止回阀时，其水锤过程的阶段与无止回阀的情况相同。即管道离心泵正转水正流，压力降低，降压值为正常压力的90%左右。在第二阶段，止回阀关闭，引起压力突然升高，增压值为正常压力的90%左右。机组转子因无倒流水的作用，
其正转转速缓慢下降。压力达到值后，急速下降，随后又上升、下降，以静水头99%处为基线，上下交替变化。因管道的摩擦阻力，水锤波的峰值逐渐降低，最后稳定在静水头线上。
水锤压力沿管道的分布线图有止回阀与无止回阀时管道沿程、最小压力分布线。靠近水泵出口处压力降较大，而在出水池附近压力降较小。若管道中某点（如C点）形成的负压低于工作温度下的饱和蒸汽压力，水将发生汽化，产生水柱分离现象，当水柱弥合时，产生巨大的局部压力，使压水管道遭到破坏。
二、停泵水锤的危害
当泵站发生停泵水锤事故时，将造成“跑水”，停水，严重的还造成泵房被淹；有的还造成工厂被迫停产，冲坏铁路，还有的设备被水锤压力破坏，甚至造成人员伤亡事故.如某电厂泵站从水库取水输送至电厂，管线全长13200m，管线沿地形起伏铺设，呈逐渐上升的趋势。采用工作压力为1.OMPa和0.8MPa的预应力钢筋混凝土管道，管道投人运行后曾先后多次发生水锤爆管事故，电厂被迫停止发电，造成极大的经济损失。
关阀水锤在正常操作时也不会引起过大的水锤压力。而由于突然停电或误操作造成的事故停泵所产生的泵站水锤往往数值较大，一般可达正常压力的1.5?4倍或更大，破坏性强，常造成意外事故。因此，对泵站水锤必须认真分析，并进行计算，以便采取必要的防护措施。
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