水錘效應(yīng),在有壓力管路中,由于某種外界原因(如閥門(mén)突然關(guān)閉、水泵機(jī)組突然停車(chē))使水的流速突然發(fā)生變化,從而引起水擊,這種水力現(xiàn)象稱(chēng)為水擊或水錘。
一、要重視,水錘現(xiàn)象的危害
水錘引起的局部壓強(qiáng)升高,可達(dá)管道正常工作壓強(qiáng)的幾倍,甚至幾十倍。這種大幅度的壓強(qiáng)波動(dòng),對(duì)管路系統(tǒng)造成的危害主要有:
1、引起管道強(qiáng)烈振動(dòng),管道接頭斷開(kāi);
2、破壞閥門(mén),嚴(yán)重的壓強(qiáng)過(guò)高造成管道爆管,供水管網(wǎng)壓力降低;
3、壓強(qiáng)過(guò)低又會(huì)導(dǎo)致管道的癟塌,還會(huì)損壞閥門(mén)和固定件;
4、引起水泵反轉(zhuǎn),破壞泵房?jī)?nèi)設(shè)備,嚴(yán)重的造成泵房淹沒(méi)等事故,影響生產(chǎn)和生活。在膜項(xiàng)目中,嚴(yán)重時(shí)會(huì)將膜元件擊的粉碎,帶來(lái)不可恢復(fù)的損失。
所以,解決水錘效應(yīng)的方案、防護(hù)成為水處理工程中關(guān)鍵性的工藝技術(shù)之一。
二、要小心,水錘發(fā)生常見(jiàn)場(chǎng)景
(1)閥門(mén)關(guān)閉太快的情況下,后續(xù)水流在慣性的作用下,迅速達(dá)到大,并產(chǎn)生破壞作用,這就是流體力學(xué)當(dāng)中的“水錘效應(yīng)”,也就是正水錘。
(2)關(guān)閉的閥門(mén)又突然打開(kāi)后,也會(huì)產(chǎn)生水錘,叫負(fù)水錘,也有一定的破壞力,但沒(méi)有前者大。
(3)電動(dòng)水泵機(jī)組突然停電或啟動(dòng)時(shí),同樣也會(huì)引起壓力的沖擊和水錘效應(yīng),沖擊波沿管道傳播,極易導(dǎo)致管道局部超壓而造成管道破裂、損壞設(shè)備等。
(4)輸水管道過(guò)長(zhǎng),高差過(guò)大,管道中水流速度過(guò)大等。
三、要學(xué)習(xí),從案例看解決辦法
某項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng),由于現(xiàn)場(chǎng)空間問(wèn)題,超濾膜水平安裝。經(jīng)常出現(xiàn)兩端開(kāi)裂,滲漏等多種問(wèn)題。
原因:發(fā)現(xiàn)是開(kāi)泵開(kāi)閥瞬間排氣不凈,產(chǎn)生水錘和氣錘造成。
解決方案:每個(gè)端蓋加裝了排氣閥,進(jìn)水閥門(mén)從氣動(dòng)改電動(dòng)慢開(kāi)閥門(mén)。
總結(jié)“水錘現(xiàn)象”的解決辦法,要注意“防范在先、預(yù)防為主”, 一般措施有:
1)高壓泵采用軟啟動(dòng)方式避免,如降壓?jiǎn)?dòng)、變頻調(diào)速啟動(dòng)、帶自動(dòng)控制器的串電阻啟動(dòng)。
2)在操作方式上避免,如在啟動(dòng)時(shí)將進(jìn)口閥門(mén)關(guān)閉或關(guān)小,然后緩慢打開(kāi)閥門(mén),直到達(dá)到系統(tǒng)工作壓力時(shí)為止。
3)利用控制防止避免,如用 PLC 控制一電動(dòng)慢開(kāi)門(mén),在幾十秒的時(shí)間內(nèi)打開(kāi)閥門(mén)。
4)利用安裝工藝防止,如在濃水排放口設(shè)一回流管道,使得管道的高點(diǎn)超過(guò)反滲透裝置中高的壓力容器,這樣在裝置停止運(yùn)行時(shí)就會(huì)在壓力容器內(nèi)存滿(mǎn)水。