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水锤是指在压力管道中,由于流速的剧烈变化而引起一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。水锤事故往往造成给水管道爆裂、水泵及阀门损坏大量漏水乃至停水,有时会造成泵站淹没毁坏,泵船沉没、人身伤亡等严重事故。例如:某电厂循环冷却水系统事故,是在手工关闭凝汽器后面的阀门时,附近的管道破裂,大量水从裂口中射出,紧接着又立即停泵,导致水泵附近的管道炸裂,巨大的水柱从裂缝处喷出,致使泵房被淹,整个火电厂被迫停产,经济损失巨大;又如某电厂补水管爆管事故,在分段及全线水压试验阶段有10处爆管,在投产前的试运行阶段,2#管3号转角的上游第1节管和7#检查井上游第3节管发生爆裂,机组投产后,2#管4号检查井下游第2节管爆裂,不久2#管13号检查井南约50m处又爆管,损失惨重。
为避免发生破坏性水锤事故,目前工程界普遍设置气压式调压室,其优点在很多文献里叙述。同时为了防止在水泵扬水的压力输水系统中,水泵断电后过高的倒转速损坏设备以及管道里的水倒流的事故,供水系统内一般要设置止回阀。现今很多工程在带有气压式调压室的输水系统中采用缓闭止回阀,但在此类系统中采用缓闭止回阀防护水锤的作用,及关阀快慢对水锤压力的影响等目前未见详细的研究。
笔者以实验为基础,结合理论分析和数值模拟,详细地阐述在压力输水系统中设置气压式调压室及缓闭止回阀防护水锤的作用,并作了对比及补充试验,纠正目前使用缓闭止回阀的一些误区,对提高压力水系统安全性且降低工程成本具有现实意义。