选用管力阀改造解决水锤危害问题

世界上关于水锤的研究已近百年，但因为影响水锤压力的因素很多，而研究条件又很有限，且每个用户的管网布置和实际工况都不一样，因此，还有许多实际问题未能解决。根据现有水锤理论，实际水锤的计算比较复杂，有时计算结果与实测数据还有较大的差距。

根据已运行的A泵站、B泵站供水系统设备、管道布置情况及实际测量的参数进行防水锤计算。

6.1.2.1　水锤峰值计算

根据原设计方案、设备现场情况及实测技术参数，采用最不利工况对其进行直接水锤峰值计算（水锤峰值为管道内最大水锤值）。

（1）A泵站备用井

该深井泵的额定流量Q=1000m3/h，井泵出口管道管径为DN400（Φ426×9）。

根据实测数据，现状深井泵出口压力经常维持在0.83MPa左右，根据井下实测液位值，井泵流量约1178m3/h（0.327m3/s）。

阀内介质初始流速：

阀门完全关闭时的流速：V=0；

阀门瞬间关闭（关闭时间为0）时最大直接水锤压力：

式中：a—水锤波在钢管中的传播速度1000m/s；

g—重力加速度9.8m/s2。

（2）B泵站备用井

该深井泵的额定流量Q=1250m3/h，井泵出口管道管径为DN500（Φ530×9）。

根据实测数据，现状深井泵经常运行在最大流量工况，其最大流量达到1800m3/h（0.5m3/s），出口压力经常维持在0.55MPa左右。

阀内介质初始/流速：

阀门完全关闭时的流速：V=0；

阀门瞬间关闭（关闭时间为0）时最大直接水锤压力：

6.1.2.2　水锤改造装置选型

改造装置选用管道自力控制阀，即管力阀，它用先进的流体设计，能耗低、运行稳，密封效果好，它兼具电动阀及止回阀的双重功能，敏捷的快关速度和可调的泄压时间，能有效消除水锤危害，保护水泵及管网系统安全。

根据有关实验结果：DN500管道自力控制阀的大阀瓣关闭时间约为1～3秒，实测水锤峰值压力约为计算水锤压力的50%～70%；关阀时间越长，水锤压力峰值越小。

根据有关实验结果和该阀门多年的用户实测数据表明，当管内流速为2m/s、泄流孔面积为阀内流道面积的4%时，可泄除10%左右的流量，可降低水锤压力50%左右；根据这些实验数据推算A泵站备用井如采用了DN400管道自力控制阀、B泵站备用井如采用了DN500管道自力控制阀，其水锤峰值及水泵出口最大压力为：

（1）A泵站备用井

最大实际水锤压力：Hs=0.5×0.7×H=0.5×0.7×255.1=89.285；

在最大流量工况（1178m3/h），其水泵出口压力表压力值为83m（其水泵扬程约97m）；(www.xing528.com)

水泵出口（阀门）的最大工作压力：Hz=h+Hs=83+89.285=172.285m；

（2）B泵站备用井

最大实际水锤压力：Hs=0.5×0.7×H=0.5×0.7×248.0=86.8m；

在最大流量工况（1800m3/h），其水泵出口压力表压力值为55m（其水泵扬程约69m）；

水泵出口（阀门）的最大工作压力：Hz=h+Hs=55+86.8=141.8m；

通过以上计算数据，本A泵站、B泵站备用井防水锤装置如选用管道自力控制阀，可取代原设计方案的防水锤气罐及自保压液控蝶阀，完全可以消减水锤峰值，在最不利工况下，A泵站备用井泵出口压力值可小于180m，B泵站备用井泵出口压力值可小于150m。

6.1.2.3　防水锤计算

1.B泵站

（a）7s快关3s慢关

（b）5s快关10s慢关

（c）10s快关20s慢关

（d）15s快关60s慢关

（e）3s快关7s慢关

（f）3s快关15s慢关

（g）3s快关25s慢关

（h）3s快关60s慢关

（i）3s快关100s慢关

通过对比不同快关慢关时间下的水锤计算发现，3s快关60s慢关方案较好。

2.A泵站

（a）3s快关7s慢关

（b）3s快关15s慢关

（c）3s快关25s慢关

（d）3s快关60s慢关

通过对比不同慢关时间下的水锤计算发现，3s快关60s慢关方案较好。