Co to jest młot wodny?
Uderzenie wodne ma miejsce w przypadku nagłej awarii zasilania lub zbyt szybkiego zamknięcia zaworu, na skutek bezwładności strumienia wody pod ciśnieniem, powstaje fala uderzeniowa przepływu wody, podobnie jak uderzenie młotka, dlatego nazywa się to uderzeniem wodnym .Siła generowana przez fale uderzeniowe przepływu wody tam i z powrotem, czasami tak duża, może uszkodzić zawory i pompy.
Kiedy otwarty zawór zostaje nagle zamknięty, woda przepływa przez zawór i ściankę rury, tworząc ciśnienie.Dzięki gładkiej ściance rury następujący po niej przepływ wody pod wpływem bezwładności szybko osiąga maksimum i powoduje uszkodzenia.Jest to „efekt uderzenia wodnego” w mechanice płynów, czyli dodatnie uderzenie wodne.Czynnik ten należy uwzględnić przy budowie rurociągów wodociągowych.
I odwrotnie, nagłe otwarcie zamkniętego zaworu spowoduje również uderzenie wodne, zwane ujemnym uderzeniem wodnym.Ma też pewną niszczycielską moc, ale nie jest ona tak duża jak ta pierwsza.Gdy elektryczna pompa wodna nagle straci moc lub uruchomi się, spowoduje to również szok ciśnieniowy i efekt uderzenia wodnego.Fala uderzeniowa tego ciśnienia rozchodzi się wzdłuż rurociągu, co może łatwo doprowadzić do lokalnego nadciśnienia w rurociągu, co może skutkować pęknięciem rurociągu i uszkodzeniem urządzeń.Dlatego też ochrona przed uderzeniem wodnym stała się jedną z kluczowych technologii w inżynierii wodno-kanalizacyjnej.
Warunki uderzenia wodnego
1. Zawór nagle się otwiera lub zamyka;
2. Zespół pompy wodnej nagle się zatrzymuje lub uruchamia;
3. Doprowadzenie wody do miejsc wysoko położonych jedną rurą (różnica wysokości terenu wodociągowego przekracza 20 metrów);
4. Całkowita wysokość podnoszenia (lub ciśnienie robocze) pompy jest duża;
5. Prędkość wody w rurociągu jest zbyt duża;
6. Rurociąg wodociągowy jest za długi i teren ulega znacznym zmianom.
Niebezpieczeństwa związane z uderzeniem wodnym
Wzrost ciśnienia spowodowany uderzeniem wodnym może osiągnąć kilkukrotną, a nawet kilkudziesięciokrotną wartość normalnego ciśnienia roboczego rurociągu.Tak duże wahania ciśnienia powodują szkody w systemie rurociągów głównie w następujący sposób:
1. Spowodować silne wibracje rurociągu i rozłączenie złącza rurociągu;
2. Zawór jest uszkodzony, a poważne ciśnienie jest zbyt wysokie, aby spowodować pęknięcie rury i zmniejszenie ciśnienia w sieci wodociągowej;
3. I odwrotnie, jeśli ciśnienie będzie zbyt niskie, rura zapadnie się, a zawór i elementy mocujące ulegną uszkodzeniu;
4. Spowodować cofnięcie pompy wodnej, uszkodzić sprzęt lub rurociągi w pompowni, poważnie spowodować zanurzenie pompowni, spowodować ofiary w ludziach i inne poważne wypadki oraz mieć wpływ na produkcję i życie.
Środki ochronne eliminujące lub łagodzące uderzenia wodne
Istnieje wiele środków zabezpieczających przed uderzeniami hydraulicznymi, ale należy podjąć różne środki w zależności od możliwych przyczyn uderzenia hydraulicznego.
1. Zmniejszenie natężenia przepływu w wodociągu może w pewnym stopniu zmniejszyć ciśnienie uderzenia wodnego, ale zwiększy średnicę wodociągu i zwiększy inwestycję w projekt.Podczas układania rurociągów wodnych należy zwrócić uwagę na unikanie garbów lub drastycznych zmian nachylenia.Wielkość uderzenia wodnego po zatrzymaniu pompy związana jest głównie z wysokością geometryczną pompowni.Im wyższa wysokość geometryczna, tym większe uderzenie wodne po zatrzymaniu pompy.Dlatego też należy wybrać rozsądną wysokość podnoszenia pompy zgodnie z rzeczywistymi warunkami lokalnymi.Po zatrzymaniu pompy w wyniku wypadku, przed uruchomieniem pompy należy odczekać, aż rurociąg za zaworem zwrotnym napełni się wodą.Nie otwieraj całkowicie zaworu wylotowego pompy wodnej podczas uruchamiania pompy, w przeciwnym razie nastąpi duże uderzenie wody.Większość poważnych wypadków związanych z uderzeniami hydraulicznymi w wielu przepompowniach ma miejsce w takich okolicznościach.
2. Zamontuj urządzenie eliminujące uderzenia wodne
(1) Stosowanie technologii kontroli stałego ciśnienia:
Ponieważ ciśnienie w sieci wodociągowej zmienia się w sposób ciągły wraz ze zmianą warunków pracy, podczas pracy instalacji często występuje niskie lub nadciśnienie, które jest podatne na uderzenia wodne, powodujące uszkodzenia rur i urządzeń.Automatyczny system sterowania służy do kontrolowania ciśnienia w sieci rurociągów.Wykrywanie, sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym uruchomieniem, zatrzymaniem i regulacją prędkości pompy wodnej, kontrolowanie przepływu, a następnie utrzymywanie ciśnienia na określonym poziomie.Ciśnienie zasilania wodą pompy można ustawić za pomocą mikrokomputera, aby utrzymać stałe ciśnienie zasilania wodą i uniknąć nadmiernych wahań ciśnienia.Zmniejszona szansa na młot.
(2) Zamontować eliminator uderzeń wodnych
Sprzęt ten zapobiega głównie uderzeniom hydraulicznym, gdy pompa jest zatrzymana.Zwykle instaluje się go w pobliżu rury wylotowej pompy wodnej.Wykorzystuje ciśnienie samej rury jako siłę do automatycznego działania pod niskim ciśnieniem, to znaczy, gdy ciśnienie w rurze jest niższe niż ustawiona wartość zabezpieczenia, odpływ automatycznie się otworzy i wypuści wodę.Redukcja ciśnienia w celu zrównoważenia ciśnienia w lokalnych rurociągach i zapobiegania uderzeniom hydraulicznym na sprzęt i rurociągi.Generalnie eliminatory można podzielić na dwa typy: mechaniczne i hydrauliczne.Resetowanie.
3) Zamontować wolnozamykający zawór zwrotny na rurze wylotowej pompy wodnej dużego kalibru
Może skutecznie wyeliminować uderzenie wodne po zatrzymaniu pompy, ale ponieważ po uruchomieniu zaworu następuje pewien przepływ wody, studnia ssąca musi mieć rurę przelewową.Istnieją dwa typy zaworów zwrotnych wolno zamykających: młotkowe i typu magazynującego energię.Ten rodzaj zaworu może regulować czas zamykania zaworu w określonym zakresie w zależności od potrzeb.Ogólnie rzecz biorąc, 70% do 80% zaworu jest zamykane w ciągu 3 do 7 sekund po awarii zasilania, a czas zamykania pozostałych 20% do 30% jest zazwyczaj dostosowywany zgodnie z warunkami pompy wodnej i rurociągu w przedziale od 10 do 30 s.Warto zaznaczyć, że wolnozamykający zawór zwrotny jest bardzo skuteczny, gdy w rurociągu znajduje się garb mający na celu zniwelowanie uderzenia hydraulicznego.
(4) Ustaw jednokierunkową wieżę przeciwprzepięciową
Buduje się ją w pobliżu przepompowni lub w odpowiednim miejscu rurociągu, a wysokość jednokierunkowej wieży wyrównawczej jest mniejsza niż panujące tam ciśnienie w rurociągu.Gdy ciśnienie w rurociągu jest niższe niż poziom wody w wieży, wieża przeciwprzepięciowa będzie dostarczać wodę do rurociągu, aby zapobiec przerwaniu słupa wody i uniknąć uderzenia wodnego.Jednakże jego działanie rozprężające na uderzenie wodne inne niż uderzenie wodne zatrzymujące pompę, takie jak uderzenie wodne przy zamykaniu zaworu, jest ograniczone.Ponadto działanie zaworu jednokierunkowego zastosowanego w jednokierunkowej wieży przeciwprzepięciowej musi być absolutnie niezawodne.Uszkodzenie zaworu może prowadzić do poważnych wypadków.
(5) Zamontować rurę obejściową (zawór) w przepompowni
Gdy układ pomp pracuje normalnie, zawór zwrotny jest zamknięty, ponieważ ciśnienie wody po stronie tłocznej pompy jest wyższe niż ciśnienie wody po stronie ssawnej.Kiedy awaria prądu nagle zatrzyma pompę, ciśnienie na wylocie przepompowni gwałtownie spada, natomiast ciśnienie po stronie ssawnej gwałtownie wzrasta.Pod tą różnicą ciśnień przejściowa woda pod wysokim ciśnieniem w głównej rurze zasysającej wodę jest przejściową wodą o niskim ciśnieniu, która wypycha płytkę zaworu zwrotnego i przepływa do głównej rury wody pod ciśnieniem i zwiększa tam niskie ciśnienie wody;z drugiej strony pompa wodna. Zmniejszone zostaje również uderzenie uderzenia wodnego po stronie ssawnej.W ten sposób kontrolowane jest podnoszenie i opadanie uderzeń hydraulicznych po obu stronach przepompowni, skutecznie ograniczając w ten sposób ryzyko uderzenia wodnego i zapobiegając mu
(6) Ustawić wielostopniowy zawór zwrotny
W dłuższym rurociągu wodnym dodaj jeden lub więcej zaworów zwrotnych, podziel rurociąg wodny na kilka sekcji i ustaw zawór zwrotny na każdej sekcji.Kiedy woda w rurze wodnej cofa się podczas procesu uderzenia wodnego, zawory zwrotne są zamykane jeden po drugim, aby podzielić przepływ wsteczny na kilka sekcji.Ponieważ wysokość podnoszenia hydrostatycznego w każdej sekcji rury wodnej (lub sekcji przepływu wstecznego) jest dość mała, przepływ wody jest zmniejszony.Wzmocnienie młota.To zabezpieczenie można skutecznie zastosować w sytuacjach, gdy geometryczna różnica wysokości dopływu wody jest duża;ale nie może wyeliminować możliwości oddzielenia się słupa wody.Jego największą wadą jest: pobór mocy pompy wodnej wzrasta podczas normalnej pracy, a koszt zaopatrzenia w wodę wzrasta.
(7) W najwyższym punkcie rurociągu instaluje się automatyczne urządzenia odsysające i napowietrzające, aby ograniczyć wpływ uderzenia hydraulicznego na rurociąg.
Czas publikacji: 23 listopada 2022 r