蝶閥關閉時間對停泵水錘的影響

馬偉格

（遠大閥門集團有限公司，河北 邢臺 054000）

為了研究蝶閥的關閉時間、關閉角度對供水工程中各環節的參數影響，以山西省的某處水利工程為例，在同一個泵站內以同一個機器為研究對象，通過改變蝶閥的關閉時間和關閉角度等參量的數值，觀察其他數據的變化，從而得出蝶閥關閉的時間對停泵水錘的影響結論。由實驗的數據分析可知：在保持蝶閥關閉角度一定的情況下，調節蝶閥的關閉時間，可知在第一階段供水系統中的最大壓力會隨蝶閥關閉時間的增大而增大，最小壓力正好成反比；在第二階段蝶閥關閉的時間增加時，管道內的最大壓力和最小壓力變化趨勢相同，先穩定后增長最后又穩定。而當控制蝶閥的關閉時間不變的情況下，調節蝶閥的關閉角度，管道內的最大壓力會隨著蝶閥的關閉角度的增加而不斷減小，相反，當蝶閥的關閉角度增加時，管道內的最小壓力會隨之增加。通過研究蝶閥的關閉時間對停泵水錘的影響，可以有效地提高工程的工作效率，保證供水工程的順利和安全進行。

一、停泵水錘及其危害概述

停泵水錘是指在某些外界因素的作用下，導致水泵停電，使得供水系統管道內水流的流速發生改變，管道內的壓力突然變化，引起水擊，這被稱為水錘現象。而在實際的供水系統中，水錘現象的出現有著極大的破壞力，當管道內的壓力升高時，就會使管道承受過大的壓力而發生爆裂的現象，當管道內壓力減小時會導致管道干癟變形，損壞管道配件等。當供水系統的水泵閥門突然關閉時，也會造成供水停止，同樣會產生水錘效應。

二、蝶閥關閉對于停泵水錘的重要影響

在水泵斷電的情況下，如果不及時采取有效的水錘策略，就會造成嚴重的影響。比較常見的事故后果是停泵會使得管道出現漏水的情況，甚至會造成葉輪飛逸，水泵系統被破壞，漫流的水對人身安全造成嚴重的威脅。國內的很多學者對于停泵水錘的相關措施進行了較為深入的原因，同時也取得了很大的成果。鄧安利主要針對停泵條件下出現的負壓對水錘造成的影響進行了研究，應用空氣罐的方式來對氣壓進行平衡，從而有效的解決負壓問題。林琦等學者針對停泵的現象建立了數學模型來進行分析，他指出常見方法的不足之處，并在原基礎的缺陷上進行了優化和改進。楊曉蕾團隊對蝶閥的關閉對重力的影響的研究，但這項研究中沒有提及壓力的影響因素。黃時鋒等人對供水系統中水泵壓力變化的影響規律進行了研究，闡述了壓力供水系統在特殊的情況下的防護措施。關閉蝶閥對于壓力供水系統的作用規律很容易受到人們的忽視，要采取科學合理的措施來解決停泵時對水泵水錘的危害才是研究的重點方向。研究發現蝶閥緩閉對停泵水錘有著重要的影響。

三、建立蝶閥緩閉的數學模型

Hammer是當前在水錘計算領域應用比較廣泛的軟件，它通過綜合水泵、閥門等相關設備的影響效果，建立了相應的數學模型，設定合理的初始條件，應用特殊曲線法，對泵站的停泵水錘進行了研究分析。研究的主要對象是停泵倒轉情況下蝶閥緩閉的數學模型，具體設定蝶閥已經成功安裝在兩個管道的中間，蝶閥的孔口建立的方程需要綜合兩端連接的管道的情況，除此之外還有水流的流向影響，在構建數學模型的過程中，蝶閥中水流流速的增加對實驗造成的微小影響可以忽略，即在假設蝶閥中的流體體積恒定的基礎上，建立蝶閥中水的瞬變方程，再結合管道對于方程的影響，得出停泵緩閉蝶閥中水錘的數值。以具體的泵站為例，泵站中采用的緩閉蝶閥使用的是液壓蝶閥，這種蝶閥綜合了止回閥和閘閥的共同功能，在事故斷電的時候能夠通過液壓系統來控制閥門的啟閉過程，從而避免了停泵事故中對水錘造成的影響。停泵事故中出現水錘問題一般歸結為兩種原因，一種是管理人員沒有按照嚴格的規范操作，從而對水錘造成一定的影響，還有一種原因是特殊的斷電原因，比如雷電情況。在長距離輸水的情況下，停泵后緩閉蝶閥拒動是違反安全規定的，因為蝶閥拒動會引發水錘效應，造成水柱斷裂，從而引發嚴重的后果。在水泵停機時，使用液壓系統來控制蝶閥開關能夠有效的防止泵站的安全問題。閥門關閉的速度對管道中水流的壓力影響比較明顯，而且閥門關閉時間的長短會影響到水泵的最大反轉速度，通過建立的hammer模型，能夠有效的對停機過程進行模擬。

四、事故停機后緩閉蝶閥的規律分析

泵后蝶閥在兩個階段中的變化規律是說泵站發生事故之后，泵后的蝶閥系統就會進入緩閉狀態，關閉時間快的同時關閉角度大，關閉時間短的時候關閉角度小，直到整個蝶閥關閉。通過對于水泵事故停機后液壓系統的分析，計算出蝶閥關閉的時間，從而得出事故停機后蝶閥對于事故的整體影響。

結束語：總而言之，事故停泵水錘具有非常嚴重的后果，我們要提起重視，研究發現緩閉蝶閥能夠起到很好的效果，要在這個方法的基礎上不斷的進行研究探索，掌握緩閉蝶閥對于事故停泵水錘的具體影響規律，應用規律，來減少事故停泵水錘的危害。