Šta je vodeni čekić?
Do vodenog udara dolazi kada dođe do iznenadnog nestanka struje ili kada se ventil prebrzo zatvori. Zbog inercije protoka vode pod pritiskom, generira se udarni val protoka vode, baš kao udar čekića, pa se to naziva vodenim udarom. Sila koju generiraju naprijed-nazad udarni valovi protoka vode, ponekad toliko velika, može oštetiti ventile i pumpe.
Kada se otvoreni ventil naglo zatvori, voda teče prema ventilu i stijenci cijevi, stvarajući pritisak. Zbog glatke stijenke cijevi, naknadni protok vode brzo dostiže maksimum pod djelovanjem inercije i uzrokuje oštećenja. To je "efekat vodenog udara" u mehanici fluida, odnosno pozitivni vodeni udar. Ovaj faktor treba uzeti u obzir pri izgradnji vodovodnih cjevovoda.
Naprotiv, nakon što se zatvoreni ventil naglo otvori, on će također proizvesti vodeni udar, koji se naziva negativni vodeni udar. On također ima određenu razornu moć, ali nije toliko velika kao prethodni. Kada električna vodena pumpa naglo izgubi snagu ili se pokrene, to će također uzrokovati udar pritiska i efekat vodenog udara. Udarni val ovog pritiska širi se duž cjevovoda, što lako može dovesti do lokalnog previsokog pritiska u cjevovodu, što rezultira pucanjem cjevovoda i oštećenjem opreme. Stoga je zaštita od efekta vodenog udara postala jedna od ključnih tehnologija u inženjerstvu vodosnabdijevanja.
Uslovi za hidraulički udar
1. Ventil se naglo otvara ili zatvara;
2. Vodena pumpa se iznenada zaustavlja ili pokreće;
3. Jednocijevna dostava vode na visoka mjesta (visinska razlika terena za vodosnabdijevanje prelazi 20 metara);
4. Ukupni napor (ili radni pritisak) pumpe je veliki;
5. Brzina vode u vodovodu je prevelika;
6. Vodovod je predugačak, a teren se uveliko mijenja.
Opasnosti od vodenog udara
Povećanje pritiska uzrokovano hidrauličkim udarom može doseći nekoliko puta ili čak desetina puta veći normalni radni pritisak cjevovoda. Takve velike fluktuacije pritiska uzrokuju štetu cjevovodnom sistemu uglavnom na sljedeći način:
1. Izazvati jake vibracije cjevovoda i odvajanje spoja cjevovoda;
2. Ventil je oštećen, a ozbiljan pritisak je previsok da bi uzrokovao pucanje cijevi, te je pritisak u vodovodnoj mreži smanjen;
3. Naprotiv, ako je pritisak prenizak, cijev će se srušiti, a ventil i dijelovi za pričvršćivanje će biti oštećeni;
4. Uzrokovati preokretanje vodene pumpe, oštetiti opremu ili cjevovode u pumpnoj stanici, ozbiljno prouzrokovati potapanje pumpne stanice, prouzrokovati lične žrtve i druge veće nesreće, te uticati na proizvodnju i život.
Zaštitne mjere za uklanjanje ili ublažavanje vodenog udara
Postoje mnoge zaštitne mjere protiv vodenog udara, ali potrebno je poduzeti različite mjere u skladu s mogućim uzrocima vodenog udara.
1. Smanjenje protoka vodovodne cijevi može do određene mjere smanjiti pritisak vodenog udara, ali će povećati promjer vodovodne cijevi i povećati investiciju u projekat. Prilikom postavljanja vodovodnih cijevi treba voditi računa o izbjegavanju neravnina ili drastičnih promjena nagiba. Veličina vodenog udara kada je pumpa zaustavljena uglavnom je povezana s geometrijskim pritiskom u pumpnoj prostoriji. Što je veći geometrijski pritisak, to je veći vodeni udar kada je pumpa zaustavljena. Stoga treba odabrati razuman pritisak pumpe prema stvarnim lokalnim uvjetima. Nakon zaustavljanja pumpe u slučaju nesreće, pričekajte da se cjevovod iza nepovratnog ventila napuni vodom prije pokretanja pumpe. Nemojte potpuno otvarati izlazni ventil vodene pumpe prilikom pokretanja pumpe, u suprotnom će doći do velikog udara vode. Većina većih nesreća s vodenim udarom u mnogim crpnim stanicama događa se u takvim okolnostima.
2. Postavite uređaj za eliminaciju vodenog udara
(1) Korištenje tehnologije kontrole konstantnog pritiska:
Budući da se pritisak u vodovodnoj mreži kontinuirano mijenja s promjenom radnih uslova, tokom rada sistema često dolazi do niskog ili prekomjernog pritiska, što je podložno vodenom udaru, što rezultira oštećenjem cijevi i opreme. Automatski sistem upravljanja koristi se za kontrolu pritiska u cjevovodnoj mreži. Detekcija, povratna kontrola pokretanja, zaustavljanja i podešavanja brzine vodene pumpe kontroliše protok, a zatim održava pritisak na određenom nivou. Pritisak dovoda vode pumpe može se podesiti kontrolom mikroračunara kako bi se održao konstantan pritisak u dovodu vode i izbjegle prekomjerne fluktuacije pritiska. Smanjuje se mogućnost vodenog udara.
(2) Ugradite eliminator vodenog udara
Ova oprema uglavnom sprječava hidraulički udar kada je pumpa zaustavljena. Obično se instalira u blizini izlazne cijevi vodene pumpe. Koristi pritisak same cijevi kao pogon za ostvarivanje automatskog djelovanja niskog pritiska, odnosno kada je pritisak u cijevi niži od postavljene vrijednosti zaštite, odvod će se automatski otvoriti i ispustiti vodu. Smanjenje pritiska služi za uravnoteženje pritiska lokalnih cjevovoda i sprječavanje utjecaja hidrauličkog udara na opremu i cjevovode. Općenito, eliminatori se mogu podijeliti u dvije vrste: mehaničke i hidraulične.
3) Ugradite sporo zatvarajući nepovratni ventil na izlaznu cijev vodene pumpe velikog kalibra
Može efikasno eliminirati vodeni udar kada je pumpa zaustavljena, ali budući da postoji određena količina povratnog toka vode kada se ventil aktivira, usisni bunar mora imati preljevnu cijev. Postoje dvije vrste sporo zatvarajućih nepovratnih ventila: tip sa čekićem i tip sa skladištenjem energije. Ova vrsta ventila može podesiti vrijeme zatvaranja ventila u određenom rasponu prema potrebama. Generalno, 70% do 80% ventila se zatvara u roku od 3 do 7 sekundi nakon nestanka struje, a vrijeme zatvaranja preostalih 20% do 30% se podešava prema uslovima vodene pumpe i cjevovoda, generalno u rasponu od 10 do 30 sekundi. Vrijedi napomenuti da je sporo zatvarajući nepovratni ventil vrlo efikasan kada postoji grba u cjevovodu kako bi se premostio vodeni udar.
(4) Postavljanje jednosmjernog prenaponskog tornja
Gradi se u blizini crpne stanice ili na odgovarajućoj lokaciji cjevovoda, a visina jednosmjernog vodosnabdijevajućeg tornja je niža od pritiska u cjevovodu. Kada je pritisak u cjevovodu niži od nivoa vode u tornju, vodosnabdijevajući toranj će dovoditi vodu u cjevovod kako bi spriječio pucanje vodenog stuba i izbjegao hidraulički udar. Međutim, njegov efekat smanjenja pritiska na hidraulički udar, osim hidrauličkog udara pri zaustavljanju pumpe, kao što je hidraulički udar pri zatvaranju ventila, je ograničen. Osim toga, performanse jednosmjernog ventila koji se koristi u jednosmjernom vodosnabdijevajućem tornju moraju biti apsolutno pouzdane. Kada ventil otkaže, to može dovesti do većih nesreća.
(5) Postavite obilaznu cijev (ventil) u crpnoj stanici
Kada pumpni sistem radi normalno, nepovratni ventil je zatvoren jer je pritisak vode na strani pumpe pod pritiskom veći od pritiska vode na usisnoj strani. Kada pumpa naglo zaustavi nestanak struje, pritisak na izlazu iz pumpne stanice naglo pada, dok pritisak na usisnoj strani naglo raste. Pod ovim diferencijalnim pritiskom, prolazni visoki pritisak vode u glavnoj cijevi za usis vode je prolazni niski pritisak vode koja odguruje ploču nepovratnog ventila i teče u glavnu cijev za usis vode pod pritiskom, povećavajući tamo niski pritisak vode; s druge strane, pojačanje vodenog udara pumpe za vodu na usisnoj strani se također smanjuje. Na taj način se kontroliše porast i pad vodenog udara na obje strane pumpne stanice, čime se efikasno smanjuju i sprječavaju opasnosti od vodenog udara.
(6) Postavite višestepeni nepovratni ventil
U dužem vodovodnom cjevovodu, dodajte jedan ili više nepovratnih ventila, podijelite vodovodni cjevovod na nekoliko dijelova i postavite nepovratni ventil na svaki dio. Kada se voda u vodovodnoj cijevi vraća tokom procesa vodenog udara, nepovratni ventili se zatvaraju jedan za drugim kako bi se protok povratnog ispiranja podijelio na nekoliko dijelova. Budući da je hidrostatički pritisak u svakom dijelu vodovodne cijevi (ili dijela protoka povratnog ispiranja) prilično mali, protok vode se smanjuje. Pojačavanje vodenog udara. Ova zaštitna mjera može se efikasno koristiti u situacijama kada je geometrijska razlika u visini dovoda vode velika; ali ne može eliminirati mogućnost odvajanja vodenog stupca. Njen najveći nedostatak je: potrošnja energije vodene pumpe se povećava tokom normalnog rada, a troškovi vodosnabdijevanja se povećavaju.
(7) Automatski uređaji za ispuh i dovod zraka ugrađuju se na najvišoj tački cjevovoda kako bi se smanjio utjecaj vodenog udara na cjevovod.
Vrijeme objave: 23. novembar 2022.