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        大管徑輸水管路的水錘災(zāi)害形成原因和預(yù)防措施

        2018-02-14 02:37:59王曉芃
        建材與裝飾 2018年38期
        關(guān)鍵詞:輸水管水錘管路

        王曉芃

        水錘防護不利是影響企業(yè)經(jīng)濟效益的重要因素,因此需加強對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:閥門突然啟動或關(guān)閉;水泵機組突然停止或啟動;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,壓強將不斷增高,可能達到輸水管路正常工作壓強的幾十倍。壓強波動較大,將造成以下危害:輸水管道振動劇烈,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排水閥或充水設(shè)備;在必須空管啟動水泵時,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。針對設(shè)置有止回閥的水泵,需設(shè)置自動排氣閥與旁通閥。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水泵。同時,為保證供水系統(tǒng)穩(wěn)定運行,需保證啟泵時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,給水管中的水流由于慣性將緩慢流向水池,之后會慢慢停止流動。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)改變電動機慣性。為降低水錘壓力,我們可以使用轉(zhuǎn)動慣量較大的電動機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,需保證管路的平整性,以免出現(xiàn)峰點或坡度改變;在輸水管路中各個峰點位置需配置排氣閥,以免出現(xiàn)彌合水錘災(zāi)害。

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

        (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,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)實際情況科學(xué)調(diào)整閥門關(guān)閉時間。但是需注意,在輸水管路峰點出現(xiàn)彌合水錘現(xiàn)象時,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值時,排水口將自動開啟排水降壓,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、自動復(fù)位水錘消除器等。

        (9)配置泄壓保護閥。在整個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)置的動作壓力為高壓,在管路中壓力較高時,排水口將自動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,此閥門是通過機泵出口和管網(wǎng)之間的壓力差實現(xiàn)自動開關(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,同時需保證雙向調(diào)壓塔的水面高度高于輸水管道終點水池高度。調(diào)壓塔可依據(jù)輸水管路壓力的改變采用補水或排水方式,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,需向管道中補水,以免出現(xiàn)彌合水錘。同時,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,機泵運行過程中常常會出現(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自動控制系統(tǒng),可以自動檢測輸水管道壓力,并自動控制水泵的開、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。

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