供水管道水锤产生原因和预防办法
水锤是指在密闭管路系统(包括泵)内,由于流体流量急剧变化而引起较大的压力波动并造成振动的现象,又称“水击”。其瞬间压力大大超过正常压力,会产生破坏性影响。
水锤产生的主要原因是供水管道上的阀门突然关闭或给水泵突然停泵,水在惯性作用下在内壁光滑的供水管道内继续向前运动,层层累积,水的冲击力迅速达到最大,对关闭的阀体(或泵体)和附近的管道产生巨大的压力,导致供水管道产生强烈振动,并对供水管道产生破坏作用,这是正水锤。相反,关闭的阀门在突然打开或给水泵突然启动后,管道中的压力降低,也会产生水锤,这种情况下会产生负水锤,但负水锤对供水管道产生的破坏作用没有前者大,在生活中就有这样的例子,我们在使用水龙头时,如果水流速度很快,在快速关闭水龙头时,会看到水管明显抖动,这就是水锤产生的影响。
水锤现象发生时,冲击波造成的瞬间压强能达到管道正常工作压强的几倍,甚至十几倍。这种大幅度压强波动,可导致供水管道产生强烈振动并伴随着咚咚的敲击声。一旦出现或者反复出现这种情况,质量再好的管道都有可能破裂。如果发生水锤现象,管道里面有成团的空气,因空气压缩性比较大,在水压的作用下,时而压缩时而膨胀,会出现水推动气、气推动水的现象,气水混合造成的水流冲击波更大,管道振动会更加剧烈,极易造成管道或阀门损坏。
为了避免或减轻水锤的影响,可根据水锤产生的原因,采取不同的措施,根本措施就是减少供水管道内流量的急剧变化。
一、新建管道注水时,应在管道高点设置排气阀,并从管道低处向高处缓慢注水,使注入管道的水量与管道的排气量相匹配,防止管道内产生气囊。
二、启闭供水管道上的阀门时,应缓启缓闭,有条件的可以分次开启阀门,以减少管道内的流量急剧变化,从而消除可能产生的水锤影响。
三、适当增加供水管道的口径,以达到降低水流速度的目的,这样整体水量的动能就会降低,可在一定程度上降低或消除水锤影响,这在小区(或厂区)内比较容易实现。
四、给水接户水表井内安装缓闭止回阀,可有效降低小区(或厂区)水箱(池)注水时可能产生的水锤影响。因大部分有水箱(池)的小区(或厂区)采用液压水位控制阀控制水池内的水位,它的启闭是快速的,而且在用水量变化不大时,可能产生有规律的周期性进水,这时阀门一启一闭循环往复,很容易产生水锤。
五、二次供水系统采用恒压变频自动控制系统,并在泵组上安装稳压罐,这种控制系统通过实时监测泵组出水管道的压力变化来控制泵组的启闭和调节水泵的转速,以达到控制出水流量的目的,进而使管网压力保持相对稳定的数值,以实现恒压供水,避免了供水管网过大的压力波动,降低水锤发生的概率。 (张青松)