Що таке гідроудар?
Гідравлічний удар виникає при раптовому відключенні електроенергії або занадто швидкому закритті клапана, через інерцію потоку води під тиском утворюється ударна хвиля потоку, подібно до молотка, так званий гідроудар.Поступально-назад сила ударної хвилі води, іноді велика, може зламати клапани та насоси.
Коли відкритий клапан раптово закривається, потік води чинить тиск на клапан і стінку труби.Завдяки гладкій стінці труби подальший потік води під дією інерції швидко досягає максимуму і виробляє руйнівний ефект, який є «ефектом гідроудару» в механіці рідини, тобто позитивним гідроударом.Цей фактор слід враховувати при будівництві трубопроводів водопостачання.
І навпаки, закритий клапан, який раптово відкривається, також спричинить гідроудар, який називається негативним гідроударом, який також має певну руйнівну силу, але не таку, як перший.Електричний насосний агрегат також спричинить вплив тиску та ефект гідроудару, коли живлення раптово відключається або запускається.Ударна хвиля такого тиску поширюється по трубопроводу, що легко призводить до локального надлишкового тиску трубопроводу та викликає розрив трубопроводу та пошкодження обладнання.Тому захист від ефекту гідроудару стає однією з ключових технологій водопостачання.
Умови гідроудару:
1. Клапан раптово відкривається або закривається;
2. Насосний агрегат раптово зупиняється або запускається;
3. Однотрубний до високої води (перепад висот місцевості водопостачання більше 20 метрів);
4. Загальний напір (або робочий тиск) насоса великий;
5. Занадто велика швидкість потоку води у водопроводі;
6. Водопровід занадто довгий, а рельєф місцевості сильно змінюється.
Шкода ефекту гідроудару:
Підвищення тиску, викликане гідроударом, може в кілька разів або навіть у десятки разів перевищувати нормальний робочий тиск трубопроводу. Основна шкода цього великого коливання тиску для системи трубопроводу:
1. Викликає сильну вібрацію трубопроводу, роз’єднане з’єднання труби;
2. Пошкодження клапана, серйозний тиск занадто високий, щоб викликати розрив трубопроводу, тиск у водопровідній мережі знижується;
3. Навпаки, занадто низький тиск призведе до руйнування труби, але також пошкодить клапан і кріплення;
4. Спричинити реверс насоса, пошкодити обладнання або трубопроводи насосного відділення, серйозно затопити насосне відділення, що призведе до жертв та інших серйозних аварій, що впливає на виробництво та життя.
Захисні заходи для усунення або пом'якшення гідроудару:
Існує багато заходів захисту від гідроудару, але слід застосовувати різні заходи відповідно до можливих причин гідроудару.
1. Зменшення швидкості потоку водопроводу може певною мірою зменшити тиск гідроудару, але це збільшить діаметр водопроводу та збільшить інвестиції в проект.Слід продумати розподіл ліній водопостачання, щоб уникнути появи горбів або різких змін ухилу.Розмір гідроудару в основному залежить від геометричного напору насосної.Чим вище геометричний напір, тим більше значення гідроудару.Тому розумний напір насоса слід вибирати відповідно до місцевої фактичної ситуації.Після зупинки насоса внаслідок аварії насос слід запускати, коли трубопровід за зворотним клапаном заповнений водою.Не відкривайте повністю випускний клапан насоса під час запуску насоса, інакше це призведе до сильного удару води.Багато серйозних аварій з гідроударами на насосних станціях відбуваються за таких умов.
2. Налаштувати пристрій для запобігання гідроудару:
(1) Технологія контролю постійного тиску:
Оскільки тиск у водопровідній мережі постійно змінюється зі зміною режиму роботи, в процесі роботи системи часто виникає явище низького тиску або надлишкового тиску, що легко спричинити гідроудар, що призводить до руйнування трубопроводу та обладнання. .Система автоматичного керування приймається за допомогою виявлення тиску в мережі трубопроводів, контролю запуску насоса, зупинки та регулювання швидкості, контролю потоку, а потім підтримує певний рівень тиску. Тиск подачі води насоса можна встановити за допомогою керування мікрокомп’ютером для підтримки постійного тиску подачі води, уникнення надмірних коливань тиску та зменшення ймовірності гідроудару.
(2) Встановіть пристрій для усунення гідроударів
Обладнання в основному запобігає зупинці насоса від гідроудару, яке зазвичай встановлюється поблизу вихідного трубопроводу насоса.Він використовує тиск у самому трубопроводі як потужність для реалізації автоматичної дії низького тиску, тобто, коли тиск у трубопроводі нижчий за встановлене значення захисту, зливний порт автоматично відкриє випуск води та скидання тиску, тому щоб вирівняти тиск місцевого трубопроводу та запобігти впливу гідроудару на обладнання та трубопровід.Елімінатор можна загалом розділити на механічні та гідравлічні два види, механічний елімінатор діє шляхом ручного відновлення, гідравлічний елімінатор може автоматично скинути.
(3) Встановіть зворотний клапан повільного закриття на вихідну трубу водяного насоса великого діаметру.
Це може ефективно усунути гідроудар, що зупиняє насос, але оскільки під час роботи клапана відбувається певний зворотний потік води, всмоктувальний колодязь повинен мати переливну трубу.Існує два типи зворотних клапанів з повільним закриттям: важкий ударний тип і тип накопичувача енергії.За потреби цей клапан може регулювати час закриття клапана в певному діапазоні.Як правило, клапан закривається на 70 % ~ 80 % протягом 3 ~ 7 с після відключення електроенергії, а решта 20 % ~ 30 % часу закриття регулюється відповідно до умов насоса та трубопроводу, як правило, в діапазоні 10 ~ 30 с.Варто відзначити, що при виникненні горба в трубопроводі і виникненні мостового гідроудару роль зворотного клапана повільного закриття дуже ефективна.
(4) Встановіть односторонню вежу регулювання тиску
Побудована поблизу насосної станції або у відповідному місці трубопроводу висота односторонньої опорної башти нижча за тиск у трубопроводі.Коли тиск у трубопроводі нижчий, ніж рівень води в вежі, опорна вежа поповнює воду в трубопровід, щоб запобігти розриву водяного стовпа та уникнути перекриття гідроудару.Однак його ефект зниження тиску на гідроудари, відмінні від гідроударів, що зупиняють насос, таких як гідроудари, що закривають клапан, обмежений.Крім того, продуктивність зворотного клапана, який використовується в односторонній вежі регулювання тиску, є абсолютно надійною.Коли клапан виходить з ладу, це може призвести до великої аварії.
(5) Встановіть перепускну трубу (клапан) на насосній станції.
Під час нормальної роботи насосної системи зворотний клапан закритий, оскільки тиск води на стороні води насоса вищий, ніж тиск води на стороні всмоктування.При раптовій зупинці насоса після аварії тиск на виході з насосної станції різко падає, а тиск на стороні всмоктування різко зростає.Під цим перепадом тиску перехідна вода під високим тиском у магістральній трубі водопоглинання є перехідною водою низького тиску, яка штовхає пластину зворотного клапана до магістральної труби напірної води та збільшує там низький тиск води.З іншого боку, тиск гідроудару на стороні всмоктування насоса також зменшується.Таким чином, підйом і спад гідроудару з обох сторін насосної станції контролюються, таким чином ефективно зменшуючи та запобігаючи шкоді від гідроудару.
(6) Встановіть багатоступінчастий зворотний клапан
У довгому водопроводі додають один або кілька зворотних клапанів, щоб розділити водопровід на кілька секцій, і зворотні клапани встановлюють на кожній секції.Коли вода в трубі подачі води тече назад під час процесу гідроудару, кожен зворотний клапан закривається один за одним, щоб розділити потік води зворотного промивання на кілька секцій.Оскільки гідростатичний напір у кожній трубі транспортування води (або секції зворотного потоку води) досить малий, зростання тиску гідроудару зменшується.Цей захисний захід може бути ефективно використаний у разі великого перепаду висот геометричного водопостачання.Але не можна виключити можливість відриву водяного стовпа.Найбільший його недолік полягає в тому, що при нормальній роботі насоса зростає споживана потужність і вартість водопостачання.
(7) Пристрій автоматичного випуску та подачі повітря встановлюється у високій точці трубопроводу, щоб зменшити вплив гідроудару на трубопровід.
Час публікації: 11 січня 2023 р