加壓輸水水錘防護(hù)措施

隨著我國及國外水錘防護(hù)技術(shù)的發(fā)展，解決水柱分離升壓問題，所使用的防護(hù)措施有多種，通常使用的水錘防護(hù)措施大致可分為以下3種類型：

（1）在水泵出口安裝具有緩閉功能的止回閥；

（2）按規(guī)范規(guī)定的排氣要求，安裝排氣閥，防斷流彌合水錘；

（3）在水泵出口的匯水總管處及管線重要部位如易斷流的高點(diǎn)安裝具有超壓泄壓或防斷流功能的設(shè)備如超壓泄壓閥，單、雙向調(diào)壓塔，箱式雙向調(diào)壓塔，氣壓罐等。通常單、雙向調(diào)壓塔受地形限制且造價(jià)高、空氣罐維護(hù)成本高。

各類閥門的構(gòu)造形式很多，如緩閉止回閥類型有十多種，是否都可用，各類閥門的優(yōu)缺點(diǎn)，水錘防護(hù)效果如何，性能參數(shù)是否真實(shí)合理，都應(yīng)加以分析研究，才更有利于壓力管道安全運(yùn)行和水錘防護(hù)。

針對(duì)特殊的長距離、高揚(yáng)程、多起伏、大管徑且管道首末端高中間低的輸水工程，采用水泵出口處安裝緩閉止回閥，管線每隔0.8～1km設(shè)置1個(gè)緩沖排氣閥的情況下，在管線特殊部位安裝箱式雙向調(diào)壓塔或者超壓泄壓閥的措施進(jìn)行防護(hù) 。

為了解決我國水資源分布不均的問題，很多城市采用長距離輸水的方式來滿足城市建設(shè)的需要。在長距離加壓輸水管線的運(yùn)行中，停泵水錘對(duì)管道的危害極大，尤其是斷流彌合水錘。斷流彌合水錘升壓很大，根據(jù)有關(guān)理論計(jì)算，排氣不暢引起氣爆壓力最高可達(dá)20～40bar（1bar=105Pa），足以破壞任何供水管道。

選用的工程實(shí)例比較特殊，管線全長為8.3km，為長距離，總落差為72.12m且沿線起伏較多，管徑為1.2m屬大管徑，泵站總揚(yáng)程為79m，管道首末端高程高，而中間高程低。停泵水錘這一水力過渡過程是由降壓波開始的，并從首端開始傳至末端，在降壓過程中極易出現(xiàn)首末端多處水柱中斷現(xiàn)象，由于管線中間起伏大且多，進(jìn)而可能引發(fā)全管線斷流再彌合水錘，這類水錘的防護(hù)難度較大 。

超壓泄壓閥是一類新型的水力自動(dòng)控制閥門，其原理是管道運(yùn)行時(shí)，管道瞬時(shí)壓力超過泄壓值時(shí)，閥門打開泄水；管道瞬時(shí)壓力低于泄壓值時(shí)，閥門自動(dòng)關(guān)閉。超壓泄壓閥釋放壓力應(yīng)大于或等于最大正常使用壓力疊加0.15～0.2MPa。

此閥一般安裝在泵站出口匯總管起端，在輸水管道中間設(shè)置超壓泄壓閥時(shí)，應(yīng)經(jīng)水錘分析計(jì)算后確定其位置，其直徑一般為所安裝主管道直徑的1/5～1/4。實(shí)際工程中使用先導(dǎo)式超壓泄壓閥較多，此種閥容易產(chǎn)生泄壓動(dòng)作滯后，當(dāng)水錘升壓過快時(shí)，通常失去快速泄壓的作用，因此，在選用時(shí)要判斷水錘類型為快速型，如需使用，應(yīng)對(duì)先導(dǎo)式超壓泄壓閥進(jìn)行分析和測試，以確保消除滯動(dòng)作或拒動(dòng)作的可能。超壓泄壓閥只能泄壓，在管道斷流時(shí)不能補(bǔ)水從而發(fā)生防斷流彌合水錘。管道運(yùn)行安全得不到很好的保障。

箱式雙向調(diào)壓塔采用上下不等面積活塞增壓原理，形成壓差，使管道發(fā)生意外水錘高壓時(shí)，釋放超高壓力；當(dāng)管道出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，可向管道注水，對(duì)系統(tǒng)起穩(wěn)壓作用或消減斷流彌合水錘。由于箱式雙向調(diào)壓塔為活塞直接動(dòng)作，無外導(dǎo)管、先導(dǎo)閥等輔助動(dòng)作裝置，動(dòng)作靈敏，反應(yīng)迅速，結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，防水錘效果較好。

箱式雙向調(diào)壓塔一般裝設(shè)于泵站匯水總管，或輸水管道易發(fā)生水柱中斷的高點(diǎn)或折點(diǎn)處，調(diào)壓塔的高度一般為2～5m，其泄壓值一般為“最大使用壓力 0.1～0.15MPa”。

該產(chǎn)品解決了普通雙向調(diào)壓塔塔體較高、易受地質(zhì)條件限制且成本高等問題，同時(shí)又能夠快速反應(yīng)，消除斷流彌合水錘帶來的壓力不穩(wěn)問題，從而保護(hù)管道安全穩(wěn)定運(yùn)行 。

超壓泄壓閥不適用于管線起伏較多、可能產(chǎn)生斷流彌合水錘的壓力輸水管道的水錘防護(hù)，不能較好地解決斷流彌合水錘帶來的升壓問題；雙向調(diào)壓塔則彌補(bǔ)了超壓泄壓閥的缺點(diǎn)，能夠較好地消除這種特殊的長距離、高揚(yáng)程、大管徑、多起伏且兩端高中間低的管道中產(chǎn)生的斷流彌合水錘危害，通過高壓泄水與低壓注水，能夠很好地消除斷流再彌合水錘。

根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行停泵水錘分析并判斷其危害程度以及采取何種停泵水錘防護(hù)措施并預(yù)測其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，都要以相應(yīng)的停泵水錘計(jì)算為基礎(chǔ)，才能更好地解決長距離加壓輸水工程中的水錘防護(hù)問題 。

在一般的加壓燒結(jié)中，燒結(jié)溫度均在主要材料的液相線溫度以下，壓力則在P₁以上。銅基摩擦材料的加壓燒結(jié)溫度為800℃左右，鐵基摩擦材料的加壓燒結(jié)溫度為1120℃左右，所施加的壓力大約在1~3MPa。

加壓燒結(jié)不但比無壓燒結(jié)材料更致密，而且如果粉末摩擦層放在支承鋼板上進(jìn)行燒結(jié)的話，摩擦層會(huì)粘結(jié)在鋼板上，也能防止燒結(jié)制品發(fā)生翹曲變形。2100433B

加壓泵站（booster pumping station）是指提高配水系統(tǒng)中局部地區(qū)水壓的構(gòu)筑物，又稱加壓站。加壓泵站在廣義上也包括輸水系統(tǒng)中多級(jí)提水成各個(gè)中轉(zhuǎn)輸水的泵站 。

輸水隧洞是一個(gè)建筑學(xué)術(shù)語，指的是隧洞式輸水建筑物。

中文名稱

輸水隧洞

英文名稱

water-conveyance tunnel

定　　義

隧洞式輸水建筑物。

應(yīng)用學(xué)科

水利科技（一級(jí)學(xué)科），水工建筑（二級(jí)學(xué)科），輸水建筑物（三級(jí)學(xué)科）