Čo je vodný kladivový systém?
Vodný ráz nastáva, keď dôjde k náhlemu výpadku prúdu alebo keď sa ventil zatvorí príliš rýchlo. V dôsledku zotrvačnosti tlakového prúdu vody sa vytvorí rázová vlna prúdenia vody, podobne ako pri údere kladiva, preto sa nazýva vodný ráz. Sila generovaná rázovými vlnami prúdenia vody, niekedy taká veľká, môže poškodiť ventily a čerpadlá.
Keď sa otvorený ventil náhle zatvorí, voda prúdi proti ventilu a stene potrubia a vytvára tlak. Vďaka hladkej stene potrubia následný tok vody pôsobením zotrvačnosti rýchlo dosiahne maximum a spôsobí poškodenie. V mechanike tekutín sa jedná o „efekt vodného rázu“, teda pozitívny vodný ráz. Tento faktor by sa mal zohľadniť pri konštrukcii vodovodných potrubí.
Naopak, po náhlom otvorení zatvoreného ventilu dôjde k vzniku vodného rázu, ktorý sa nazýva negatívny vodný ráz. Aj tento má určitú deštruktívnu silu, ale nie je taký veľký ako ten predchádzajúci. Keď elektrické vodné čerpadlo náhle stratí výkon alebo sa spustí, spôsobí to tlakový šok a efekt vodného rázu. Rázová vlna tohto tlaku sa šíri pozdĺž potrubia, čo môže ľahko viesť k lokálnemu pretlaku v potrubí, čo má za následok prasknutie potrubia a poškodenie zariadenia. Preto sa ochrana pred účinkom vodného rázu stala jednou z kľúčových technológií vo vodárenskej technike.
Podmienky pre vodný ráz
1. Ventil sa náhle otvorí alebo zatvorí;
2. Jednotka vodného čerpadla sa náhle zastaví alebo spustí;
3. Jednotrubné rozvody vody do vyvýšených miest (výškový rozdiel terénu prívodu vody presahuje 20 metrov);
4. Celková výška (alebo pracovný tlak) čerpadla je veľká;
5. Rýchlosť vody vo vodovodnom potrubí je príliš veľká;
6. Vodovodné potrubie je príliš dlhé a terén sa výrazne mení.
Nebezpečenstvá vodného kladiva
Zvýšenie tlaku spôsobené vodným rázom môže dosiahnuť niekoľkonásobok alebo dokonca desiatkynásobok normálneho prevádzkového tlaku v potrubí. Takéto veľké kolísanie tlaku poškodzuje potrubný systém najmä takto:
1. Spôsobiť silné vibrácie potrubia a odpojenie spoja potrubia;
2. Ventil je poškodený a silný tlak je príliš vysoký na to, aby spôsobil prasknutie potrubia a tlak vo vodovodnej sieti je znížený;
3. Naopak, ak je tlak príliš nízky, potrubie sa zrúti a ventil a upevňovacie časti sa poškodia;
4. Spôsobiť spätný chod vodného čerpadla, poškodiť zariadenie alebo potrubie v čerpacej miestnosti, vážne spôsobiť zaplavenie čerpacej miestnosti, spôsobiť osobné zranenia a iné závažné nehody a ovplyvniť výrobu a životy.
Ochranné opatrenia na elimináciu alebo zmiernenie vodného rázu
Existuje mnoho ochranných opatrení proti vodnému rázu, ale je potrebné prijať rôzne opatrenia v závislosti od možných príčin vodného rázu.
1. Zníženie prietoku vodovodného potrubia môže do určitej miery znížiť tlak vodného rázu, ale zväčší priemer vodovodného potrubia a zvýši investície do projektu. Pri pokládke vodovodných potrubí je potrebné zvážiť vyhýbanie sa hrboľom alebo drastickým zmenám sklonu. Veľkosť vodného rázu pri zastavení čerpadla súvisí najmä s geometrickým výtlakom v čerpacej miestnosti. Čím vyšší je geometrický výtlak, tým väčší je vodný ráz pri zastavení čerpadla. Preto by sa mala zvoliť primeraná výška čerpadla podľa aktuálnych miestnych podmienok. Po zastavení čerpadla pri nehode počkajte, kým sa potrubie za spätným ventilom naplní vodou, a až potom ho spustite. Pri spúšťaní čerpadla úplne neotvárajte výstupný ventil vodného čerpadla, inak dôjde k veľkému nárazu vody. Väčšina veľkých nehôd spôsobených vodným rázom v mnohých čerpacích staniciach sa vyskytuje práve za takýchto okolností.
2. Nastavenie zariadenia na elimináciu vodného rázu
(1) Použitie technológie regulácie konštantného tlaku:
Keďže tlak vo vodovodnom potrubí sa neustále mení so zmenou pracovných podmienok, počas prevádzky systému často dochádza k nízkemu alebo nadmernému tlaku, čo je náchylné na vodný ráz, čo vedie k poškodeniu potrubí a zariadení. Na riadenie tlaku v potrubnom potrubí sa používa automatický riadiaci systém. Detekcia, spätnoväzobné riadenie spustenia, zastavenia a nastavenia rýchlosti vodného čerpadla riadi prietok a následne udržiava tlak na určitej úrovni. Tlak prívodu vody do čerpadla je možné nastaviť riadením mikropočítača, aby sa udržal konštantný tlak v prívode vody a zabránilo sa nadmernému kolísaniu tlaku. Znižuje sa riziko vodného rázu.
(2) Nainštalujte eliminátor vodného rázu
Toto zariadenie zabraňuje najmä vodnému rázu, keď je čerpadlo zastavené. Vo všeobecnosti sa inštaluje v blízkosti výstupného potrubia vodného čerpadla. Využíva tlak samotného potrubia ako energiu na realizáciu automatického nízkotlakového pôsobenia, to znamená, že keď je tlak v potrubí nižší ako nastavená ochranná hodnota, odtok sa automaticky otvorí a vypustí vodu. Odľahčenie tlaku slúži na vyrovnanie tlaku v miestnych potrubiach a zabránenie vplyvu vodného rázu na zariadenia a potrubia. Vo všeobecnosti možno eliminátory rozdeliť na dva typy: mechanické a hydraulické. resetovanie.
3) Na výstupné potrubie vodného čerpadla veľkého kalibru nainštalujte pomaly uzatvárací spätný ventil.
Dokáže účinne eliminovať vodný ráz, keď je čerpadlo zastavené, ale pretože pri aktivácii ventilu dochádza k určitému spätnému toku vody, sacia studňa musí mať prepadové potrubie. Existujú dva typy pomaly uzatvárajúcich spätných ventilov: kladivový typ a typ s akumuláciou energie. Tento typ ventilu dokáže nastaviť čas uzatvárania ventilu v určitom rozsahu podľa potrieb. Vo všeobecnosti sa 70 % až 80 % ventilu uzavrie do 3 až 7 sekúnd po výpadku napájania a čas uzatvárania zostávajúcich 20 % až 30 % sa nastavuje podľa podmienok vodného čerpadla a potrubia, zvyčajne v rozsahu 10 až 30 sekúnd. Stojí za zmienku, že pomaly uzatvárajúci spätný ventil je veľmi účinný, keď je v potrubí hrb, na preklenutie vodného rázu.
(4) Postavte jednosmernú prepäťovú vežu
Je postavená v blízkosti čerpacej stanice alebo na vhodnom mieste potrubia a výška jednosmernej prepúšťacej veže je nižšia ako tlak v potrubí. Keď je tlak v potrubí nižší ako hladina vody vo veži, prepúšťacia veža dodáva vodu do potrubia, aby sa zabránilo prerušeniu vodného stĺpca a zabránilo sa vodnému rázu. Jej účinok odtlakovania na vodný ráz, okrem vodného rázu pri zastavení čerpadla, ako je napríklad vodný ráz pri zatváraní ventilu, je však obmedzený. Okrem toho musí byť výkon jednosmerného ventilu použitého v jednosmernej prepúšťacej veži absolútne spoľahlivý. Porucha ventilu môže viesť k závažným nehodám.
(5) V čerpacej stanici nainštalujte obtokové potrubie (ventil)
Keď systém čerpadla beží normálne, spätný ventil je zatvorený, pretože tlak vody na strane tlakovej vody čerpadla je vyšší ako tlak vody na strane nasávania. Keď dôjde k náhlemu výpadku prúdu, čerpadlo sa zastaví, tlak na výstupe z čerpacej stanice prudko klesne, zatiaľ čo tlak na strane nasávania prudko stúpne. Pri tomto rozdielovom tlaku je krátkodobo vysokotlaková voda v sacom potrubí vody krátkodobo nízkotlaková voda, ktorá odtlačí dosku spätného ventilu a prúdi do potrubia tlakovej vody, čím sa zvýši nízky tlak vody; na druhej strane sa zníži aj tlak vody spôsobený vodným rázom na strane nasávania. Týmto spôsobom sa reguluje nárast a pokles vodného rázu na oboch stranách čerpacej stanice, čím sa účinne znižuje a predchádza nebezpečenstvu vodného rázu.
(6) Nastavenie viacstupňového spätného ventilu
V dlhšom vodovodnom potrubí pridajte jeden alebo viac spätných ventilov, rozdeľte vodovodné potrubie na niekoľko sekcií a na každú sekciu nainštalujte spätný ventil. Keď sa voda vo vodovodnom potrubí počas procesu vodného rázu vracia späť, spätné ventily sa postupne zatvárajú, aby sa spätný preplach rozdelil na niekoľko sekcií. Keďže hydrostatický tlak v každej sekcii vodovodného potrubia (alebo sekcii spätného preplachu) je pomerne malý, prietok vody sa znižuje. Zvýšenie tlaku pri vodnom ráze. Toto ochranné opatrenie možno efektívne použiť v situáciách, keď je geometrický výškový rozdiel prívodu vody veľký; nemôže však vylúčiť možnosť oddelenia vodného stĺpca. Jeho najväčšou nevýhodou je, že spotreba energie vodného čerpadla sa počas bežnej prevádzky zvyšuje a náklady na dodávku vody sa zvyšujú.
(7) V najvyššom bode potrubia sú inštalované automatické odsávacie a prívodné zariadenia na zníženie vplyvu vodného rázu na potrubie.
Čas uverejnenia: 23. novembra 2022