摘要：污水處理廠運(yùn)行中多處存在水錘效應(yīng)，其危害性比較大。可以采用管道安裝緩沖式逆止閥或者水泵電機(jī)使用變頻器及軟啟動(dòng)器控制的方法來減少水錘效應(yīng)。

　　關(guān)鍵詞：水錘效應(yīng);自由落體;時(shí)間參數(shù)

　　Abstract: Plant operation of multiple presence of water hammer effect of sewage treatment, its harm is relatively large. It can be used in pipe installation buffer type check valve or pump motor use frequency converter and method of soft starter control to reduce the water hammer effect.

　　Key words: water hammer effect; free fall; time parameter

　　中圖分類號(hào)：U664.9+2 獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)：2095-2104(2013)1-0020-02

　　目前，多數(shù)的污水處理廠在運(yùn)行中，因?yàn)楣に嚨囊�求，都需要將污水進(jìn)行提升。在污水提升過程中，不可避免地要出現(xiàn)水錘效應(yīng)的問題。以筆者所在的污水處理廠的運(yùn)行情況來看，水錘效應(yīng)要引起高度的重視。

　　水錘效應(yīng)的本質(zhì)原因是慣性，在管道中大量的水在向前流動(dòng)，這時(shí)候如果阻斷水流，由于慣性后面的水會(huì)繼續(xù)往前，而前面的水則會(huì)因?yàn)樽钄喽�反彈回來，造成中間部分水被擠壓，一旦慣性失去后，被擠壓的水會(huì)急速膨脹開來，所造成的力是原先流動(dòng)力的很多倍，從而對管道及閥門等造成沖擊。或者水被水泵提升至高處，當(dāng)水泵關(guān)閉后，水流失去動(dòng)力自高處做自由落體運(yùn)動(dòng)，會(huì)對低處及水泵形成沖擊。過程說起來比較多，其實(shí)都是在瞬間完成的，這就是水錘效應(yīng)。管道越長，阻斷速度越快，水錘效應(yīng)越明顯。在污水處理廠的運(yùn)行中水錘大多出現(xiàn)在啟泵和停泵兩種情況下。水泵在起動(dòng)時(shí)，將水注入管道，管道中的壓力會(huì)在瞬間升高，這時(shí)會(huì)對管道拐彎處以及管徑變小的地方產(chǎn)生水錘作用。當(dāng)水泵停止時(shí)，管道中的水流會(huì)在壓力和重力作用下由高處向低處流動(dòng)，這種流動(dòng)會(huì)在地球的重力加速度作用下使水流速度越來越快，水位落差越大，水的流速也就越大，對應(yīng)的水錘效應(yīng)也就越大。

　　筆者所在的污水處理廠，采用卡魯塞爾氧化溝工藝，三組氧化溝每組設(shè)計(jì)能力為日處理2萬噸，合計(jì)6萬噸。污水提升采用5臺(tái)48千瓦潛水泵，提升高度為10米。另有30千瓦污泥回流泵3臺(tái)，揚(yáng)程7米。我廠自2002年建成運(yùn)行，污水提升及污泥回流過程中的水錘效應(yīng)始終存在。其主要問題有：對水泵葉輪及泵軸的影響，當(dāng)水泵由運(yùn)行狀態(tài)停止時(shí)，管道中水流以自由落體方式倒流而下，水泵葉輪由運(yùn)行時(shí)的正轉(zhuǎn)變?yōu)橥＼嚂r(shí)的反轉(zhuǎn)，泵軸對葉輪的扭矩方向瞬間發(fā)生變化，會(huì)使軸和套之間的配合面產(chǎn)生相對移動(dòng)的趨勢。當(dāng)時(shí)間一長，這種扭矩力的作用會(huì)使得葉輪套和泵軸之間的配合面以及鍵槽和鍵都發(fā)生磨損。筆者在多次的維修過程中發(fā)現(xiàn)，葉輪和泵軸的機(jī)械配合不好會(huì)造成葉輪的動(dòng)平衡被破壞，水泵在運(yùn)行過程中產(chǎn)生振動(dòng)，這種振動(dòng)還會(huì)損壞安裝在葉輪后面的機(jī)械密封。機(jī)械密封破裂后泵體內(nèi)會(huì)進(jìn)水，進(jìn)而燒壞電機(jī)繞組。此外，水錘自高位砸下，還會(huì)造成管道振動(dòng)，使管道的支撐架不穩(wěn)甚至脫落。還有，如果水泵井或水泵坑的面積過小，水錘還會(huì)對坑、井的四周墻壁形成沖擊。筆者所在的污水處理廠，污泥回流的泵坑面積比較小，在水泵對面的混凝土墻壁上安裝有鑄鐵閘門，水錘對閘門多年的沖擊已經(jīng)造成閘門鑄鐵導(dǎo)軌的斷裂。

　　為解決水錘效應(yīng)的危害，可以采取在管道合適位置安裝緩沖式逆止閥或者水泵電機(jī)改為變頻或軟啟動(dòng)器控制的方法。一般的逆止閥，反向關(guān)斷的速度非�？�，往往水流開始逆向流動(dòng)時(shí)就已經(jīng)完全關(guān)閉了，這樣水錘的能量就完全沖擊在逆止閥上面，逆止閥關(guān)閉時(shí)的動(dòng)靜非常大，而且管道的振動(dòng)也非常劇烈，時(shí)間久了，管道和閥門就容易損壞。緩沖式逆止閥，如重錘式逆止閥，可以通過緩沖油缸以及調(diào)節(jié)重錘的位置來調(diào)節(jié)閥門的關(guān)閉速度。但重錘式逆止閥必須安裝在水平走向的管道上。以筆者所在的污水處理廠為例，對污泥回流管道，我們選擇了在管道水平位置上安裝重錘式逆止閥。管道水平走向的位置，其高度應(yīng)該在水泵提升高度或揚(yáng)程總高度的10%或20%的地方。比如提升高度為10米，則管道水平走向的位置高度應(yīng)選在水泵上方1米或2米的地方。當(dāng)水泵停止時(shí)，重錘式逆止閥通過緩慢的閉合使得水錘的流速逐漸降低，最后直至閥門閉合。這樣水錘的能量就能被緩慢釋放，從而保護(hù)水泵和其他部件避免被水錘沖擊。使用變頻器或軟啟動(dòng)器控制水泵電機(jī)的方法，即在變頻器或軟啟動(dòng)器的軟件設(shè)置中，將水泵停車的方式設(shè)置為制動(dòng)停車。時(shí)間參數(shù)的選擇，以10米的高度計(jì)算，利用自由落體運(yùn)動(dòng)的公式H=1/2GT2,得出時(shí)間約為1.5秒。時(shí)間參數(shù)應(yīng)大于自由落體的時(shí)間，可以選擇5秒至10秒之間。當(dāng)水泵停機(jī)時(shí)，水錘落下，但水泵電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向并未發(fā)生改變，而是被變頻器或軟啟動(dòng)器驅(qū)動(dòng)繼續(xù)緩慢減速，直至水錘能量全部釋放完畢時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速才降為零。這樣能有效降低葉輪和泵軸配合面的機(jī)械磨損。而且，在葉輪緩慢減速的過程中，葉輪的扭矩力會(huì)使水錘的自由落體速度大大降低，使水流對周圍設(shè)施的沖擊也能降至最小。

　　結(jié)語：污水處理廠運(yùn)行中，對水錘效應(yīng)的危害應(yīng)予以充分認(rèn)識(shí)，及早采取措施可以有效減少不必要的損失。對于水泵葉輪和泵軸的配合面磨損情況，也是宜及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)修理。如果單純使用逆止閥或電氣法不理想時(shí)，可以采用兩者結(jié)合的辦法，即在管道上安裝緩沖式逆止閥，又對水泵電機(jī)采用變頻器或軟啟動(dòng)器控制的辦法，這樣可以最大限度地減少水錘效應(yīng)的危害。

　　本文由月期刊咨詢網(wǎng)www.jinnzone.com整理發(fā)布，轉(zhuǎn)載請注明出處!

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/huanjingfalw/43555.html