蝶阀关闭时间对停泵水锤的影响

马伟格

（远大阀门集团有限公司，河北 邢台 054000）

为了研究蝶阀的关闭时间、关闭角度对供水工程中各环节的参数影响，以山西省的某处水利工程为例，在同一个泵站内以同一个机器为研究对象，通过改变蝶阀的关闭时间和关闭角度等参量的数值，观察其他数据的变化，从而得出蝶阀关闭的时间对停泵水锤的影响结论。由实验的数据分析可知：在保持蝶阀关闭角度一定的情况下，调节蝶阀的关闭时间，可知在第一阶段供水系统中的最大压力会随蝶阀关闭时间的增大而增大，最小压力正好成反比；在第二阶段蝶阀关闭的时间增加时，管道内的最大压力和最小压力变化趋势相同，先稳定后增长最后又稳定。而当控制蝶阀的关闭时间不变的情况下，调节蝶阀的关闭角度，管道内的最大压力会随着蝶阀的关闭角度的增加而不断减小，相反，当蝶阀的关闭角度增加时，管道内的最小压力会随之增加。通过研究蝶阀的关闭时间对停泵水锤的影响，可以有效地提高工程的工作效率，保证供水工程的顺利和安全进行。

一、停泵水锤及其危害概述

停泵水锤是指在某些外界因素的作用下，导致水泵停电，使得供水系统管道内水流的流速发生改变，管道内的压力突然变化，引起水击，这被称为水锤现象。而在实际的供水系统中，水锤现象的出现有着极大的破坏力，当管道内的压力升高时，就会使管道承受过大的压力而发生爆裂的现象，当管道内压力减小时会导致管道干瘪变形，损坏管道配件等。当供水系统的水泵阀门突然关闭时，也会造成供水停止，同样会产生水锤效应。

二、蝶阀关闭对于停泵水锤的重要影响

在水泵断电的情况下，如果不及时采取有效的水锤策略，就会造成严重的影响。比较常见的事故后果是停泵会使得管道出现漏水的情况，甚至会造成叶轮飞逸，水泵系统被破坏，漫流的水对人身安全造成严重的威胁。国内的很多学者对于停泵水锤的相关措施进行了较为深入的原因，同时也取得了很大的成果。邓安利主要针对停泵条件下出现的负压对水锤造成的影响进行了研究，应用空气罐的方式来对气压进行平衡，从而有效的解决负压问题。林琦等学者针对停泵的现象建立了数学模型来进行分析，他指出常见方法的不足之处，并在原基础的缺陷上进行了优化和改进。杨晓蕾团队对蝶阀的关闭对重力的影响的研究，但这项研究中没有提及压力的影响因素。黄时锋等人对供水系统中水泵压力变化的影响规律进行了研究，阐述了压力供水系统在特殊的情况下的防护措施。关闭蝶阀对于压力供水系统的作用规律很容易受到人们的忽视，要采取科学合理的措施来解决停泵时对水泵水锤的危害才是研究的重点方向。研究发现蝶阀缓闭对停泵水锤有着重要的影响。

三、建立蝶阀缓闭的数学模型

Hammer是当前在水锤计算领域应用比较广泛的软件，它通过综合水泵、阀门等相关设备的影响效果，建立了相应的数学模型，设定合理的初始条件，应用特殊曲线法，对泵站的停泵水锤进行了研究分析。研究的主要对象是停泵倒转情况下蝶阀缓闭的数学模型，具体设定蝶阀已经成功安装在两个管道的中间，蝶阀的孔口建立的方程需要综合两端连接的管道的情况，除此之外还有水流的流向影响，在构建数学模型的过程中，蝶阀中水流流速的增加对实验造成的微小影响可以忽略，即在假设蝶阀中的流体体积恒定的基础上，建立蝶阀中水的瞬变方程，再结合管道对于方程的影响，得出停泵缓闭蝶阀中水锤的数值。以具体的泵站为例，泵站中采用的缓闭蝶阀使用的是液压蝶阀，这种蝶阀综合了止回阀和闸阀的共同功能，在事故断电的时候能够通过液压系统来控制阀门的启闭过程，从而避免了停泵事故中对水锤造成的影响。停泵事故中出现水锤问题一般归结为两种原因，一种是管理人员没有按照严格的规范操作，从而对水锤造成一定的影响，还有一种原因是特殊的断电原因，比如雷电情况。在长距离输水的情况下，停泵后缓闭蝶阀拒动是违反安全规定的，因为蝶阀拒动会引发水锤效应，造成水柱断裂，从而引发严重的后果。在水泵停机时，使用液压系统来控制蝶阀开关能够有效的防止泵站的安全问题。阀门关闭的速度对管道中水流的压力影响比较明显，而且阀门关闭时间的长短会影响到水泵的最大反转速度，通过建立的hammer模型，能够有效的对停机过程进行模拟。

四、事故停机后缓闭蝶阀的规律分析

泵后蝶阀在两个阶段中的变化规律是说泵站发生事故之后，泵后的蝶阀系统就会进入缓闭状态，关闭时间快的同时关闭角度大，关闭时间短的时候关闭角度小，直到整个蝶阀关闭。通过对于水泵事故停机后液压系统的分析，计算出蝶阀关闭的时间，从而得出事故停机后蝶阀对于事故的整体影响。

结束语：总而言之，事故停泵水锤具有非常严重的后果，我们要提起重视，研究发现缓闭蝶阀能够起到很好的效果，要在这个方法的基础上不断的进行研究探索，掌握缓闭蝶阀对于事故停泵水锤的具体影响规律，应用规律，来减少事故停泵水锤的危害。