Wasserschlag wird aufgrund der Trägheit des Druckwasserflusses bei plötzlicher Stromunterbrechung oder zu schnellem Schließen des Ventils Wasserschlag genannt, wodurch eine Druckwelle des Wasserflusses entsteht, genau wie bei einem Hammerschlag. Die Hin- und Herkraft der Wasserstoßwelle kann manchmal sehr groß sein und dadurch das Ventil und die Wasserpumpe beschädigen.
Wenn das geöffnete Ventil plötzlich geschlossen wird, erzeugt der Wasserfluss einen Druck auf das Ventil und die Rohrwand. Aufgrund der glatten Rohrwand erreicht der nachfolgende Wasserfluss unter Einwirkung der Trägheit schnell sein Maximum und erzeugt eine zerstörerische Wirkung, die in der Hydrodynamik als „Wasserschlageffekt“ bezeichnet wird, also einen positiven Wasserschlag. Dieser Faktor sollte beim Bau einer Wasserversorgungsleitung berücksichtigt werden.
Im Gegenteil, nachdem das geschlossene Ventil plötzlich geöffnet wurde, entsteht auch ein Wasserschlag, ein sogenannter negativer Wasserschlag, der ebenfalls eine gewisse Zerstörungskraft hat, aber nicht so groß ist wie der erstere. Wenn die elektrische Wasserpumpeneinheit plötzlich ausgeschaltet oder gestartet wird, kommt es ebenfalls zu Druckstößen und Wasserschlageffekten. Diese Druckstoßwelle breitet sich entlang der Pipeline aus, was leicht zu einem lokalen Überdruck in der Pipeline führen kann, der zum Bruch der Pipeline und zu Schäden an der Ausrüstung führen kann. Daher ist der Schutz vor Wasserschlägen zu einer der Schlüsseltechnologien der Wasserversorgungstechnik geworden.
Bedingungen für Wasserschläge
1. Plötzliches Öffnen oder Schließen des Ventils;
2. Plötzlicher Stopp oder Start der Wasserpumpeneinheit;
3. Wasserversorgung von einem einzelnen Rohr zu einem hochgelegenen Ort (der topografische Höhenunterschied der Wasserversorgung übersteigt 20 m);
4. Die Gesamtförderhöhe (oder der Arbeitsdruck) der Wasserpumpe ist groß;
5. Übermäßige Strömungsgeschwindigkeit in der Wassertransportleitung;
6. Die Wasserleitung ist zu lang und das Gelände verändert sich stark.
Schaden durch Wasserschlageffekt
Der durch Wasserschläge verursachte Druckanstieg kann den normalen Arbeitsdruck der Rohrleitung um ein Vielfaches oder sogar um ein Dutzendfaches übersteigen. Zu den Gefahren dieser großen Druckschwankung für das Rohrleitungssystem zählen vor allem:
1. Verursachen Sie starke Vibrationen der Rohrleitung und trennen Sie die Rohrleitungsverbindung.
2. Das Ventil ist beschädigt und der Druck ist zu hoch, was zu einer Rohrexplosion und einem Druckabfall im Wasserversorgungsnetz führt.
3. Im Gegenteil, ein zu niedriger Druck führt zum Zusammenbruch des Rohrs und beschädigt das Ventil und die Befestigungsteile.
4. Lassen Sie die Pumpe umkehren, beschädigen Sie die Ausrüstung oder Rohrleitung im Pumpenraum, überfluten Sie den Pumpenraum ernsthaft, verursachen Sie Verluste und andere schwere Unfälle und beeinträchtigen Sie Produktion und Leben.
Schutzmaßnahmen zur Beseitigung oder Reduzierung von Wasserschlägen
Es gibt viele Schutzmaßnahmen gegen Wasserschläge, es sollten jedoch je nach den möglichen Ursachen von Wasserschlägen unterschiedliche Maßnahmen ergriffen werden.
1. Eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Wasserübertragungsleitung kann den Wasserschlagdruck bis zu einem gewissen Grad verringern, erhöht jedoch den Durchmesser der Wasserübertragungsleitung und erhöht die Projektinvestitionen. Bei der Auslegung der Wassertransportleitung sind Buckel oder starke Gefälleänderungen so weit wie möglich zu vermeiden. Die Größe des Pumpenstopp-Wasserschlags hängt hauptsächlich von der geometrischen Förderhöhe des Pumpenhauses ab. Je höher die geometrische Förderhöhe ist, desto größer ist der Wert des Pumpenstopp-Wasserschlags. Daher muss der angemessene Pumpenkopf entsprechend der tatsächlichen Situation vor Ort ausgewählt werden. Nach der Notabschaltung der Pumpe muss die Pumpe gestartet werden, nachdem die Rohrleitung hinter dem Rückschlagventil mit Wasser gefüllt ist. Öffnen Sie beim Starten der Pumpe das Auslassventil der Pumpe nicht vollständig, da es sonst zu starken Wasserstößen kommt. Die großen Wasserschlagunfälle vieler Pumpstationen sind meist auf diesen Fall zurückzuführen.
2. Stellen Sie die Vorrichtung zur Beseitigung von Wasserschlägen ein
(1) Konstantdruckregelungstechnologie wird übernommen:
Da sich der Druck des Wasserversorgungsrohrnetzes mit der Änderung der Arbeitsbedingungen ständig ändert, kommt es während des Betriebs des Systems häufig zu Unter- oder Überdruck, was leicht zu Wasserschlägen führen kann, die zu Schäden an Rohrleitungen und Geräten führen, so die automatische Steuerung Das System wird eingesetzt, um den Start, Stopp und die Geschwindigkeitsregelung der Wasserpumpe durch die Erkennung des Rohrnetzdrucks rückzukoppeln, den Durchfluss zu steuern und dann ein bestimmtes Druckniveau aufrechtzuerhalten. Der Wasserversorgungsdruck der Pumpe kann durch Steuerung eingestellt werden Mikrocomputer, um die Wasserversorgung mit konstantem Druck aufrechtzuerhalten, übermäßige Druckschwankungen zu vermeiden und die Wahrscheinlichkeit von Wasserschlägen zu verringern.
(2) Installieren Sie den Wasserschlageliminator
Die Ausrüstung wird hauptsächlich verwendet, um zu verhindern, dass Wasserschläge die Pumpe stoppen. Es wird im Allgemeinen in der Nähe der Auslassleitung der Wasserpumpe installiert. Der Druck der Rohrleitung selbst wird als Kraft für die automatische Niederdruck-Aktion genutzt, d. h. wenn der Druck in der Rohrleitung unter dem eingestellten Schutzwert liegt, öffnet sich der Entwässerungsauslass automatisch, um Wasser und Druck abzulassen Um den Druck der örtlichen Rohrleitung auszugleichen und die Auswirkungen von Wasserschlägen auf Geräte und Rohrleitungen zu verhindern, können Eliminatoren im Allgemeinen in mechanische und hydraulische Typen unterteilt werden. Nachdem der mechanische Eliminator aktiviert wurde, kann er manuell wiederhergestellt werden, und der hydraulische Eliminator kann automatisch zurückgesetzt werden.
(3) Installieren Sie ein langsam schließendes Rückschlagventil am Auslassrohr der Wasserpumpe mit großem Durchmesser
Dadurch kann der Wasserschlag beim Abschalten der Pumpe wirksam beseitigt werden. Da jedoch beim Betätigen des Ventils ein gewisser Wasserrückfluss auftritt, muss der Saugbrunnen über ein Überlaufrohr verfügen. Es gibt zwei Arten von langsam schließenden Rückschlagventilen: den schweren Hammertyp und den Energiespeichertyp. Die Schließzeit des Ventils kann in einem bestimmten Bereich je nach Bedarf eingestellt werden. Im Allgemeinen ist das Ventil innerhalb von 3 bis 7 s nach einem Stromausfall zu 70 % bis 80 % geschlossen, und die verbleibenden 20 bis 30 % der Schließzeit werden entsprechend den Bedingungen der Wasserpumpe und der Rohrleitung angepasst, im Allgemeinen im Bereich von 10 bis 30 S. Es ist erwähnenswert, dass das langsam schließende Rückschlagventil sehr effektiv ist, wenn sich in der Rohrleitung ein Buckel befindet, um den Wasserschlag zu überbrücken.
(4) Einweg-Überspannungsturm
Es muss in der Nähe der Pumpstation oder an einer geeigneten Stelle der Rohrleitung errichtet werden und die Höhe des Einwegausgleichsbehälters muss niedriger sein als der dortige Rohrleitungsdruck. Wenn der Druck in der Rohrleitung niedriger ist als der Wasserstand im Turm, füllt der Ausgleichsbehälter Wasser in die Rohrleitung auf, um ein Brechen der Wassersäule und eine Überbrückung des Wasserschlags zu verhindern. Allerdings ist die Druckentlastungswirkung bei anderen Wasserschlägen als Pumpenstopp-Wasserschlägen, wie z. B. Wasserschlägen beim Schließen von Ventilen, begrenzt. Darüber hinaus muss die Leistung des im Einweg-Druckregelturm verwendeten Einwegventils absolut zuverlässig sein. Wenn das Ventil ausfällt, kann es zu schweren Unfällen kommen
(5) In der Pumpstation wird eine Bypassleitung (Ventil) installiert
Während des normalen Betriebs des Pumpensystems ist das Rückschlagventil geschlossen, da der Wasserdruck auf der Wasserdruckseite der Pumpe höher ist als der auf der Wassersaugseite. Wenn die Pumpe aufgrund eines Stromausfalls plötzlich stoppt, sinkt der Druck am Ausgang der Wasserpumpstation stark, während der Druck an der Saugseite stark ansteigt. Unter diesem Differenzdruck ist das vorübergehende Hochdruckwasser im Saughauptrohr das vorübergehende Niederdruckwasser, das die Rückschlagventilplatte dazu drückt, zum Druckwasserhauptrohr zu fließen, und dort den Niederwasserdruck erhöht; Andererseits wird auch der Druckanstieg von Wasserschlägen auf der Saugseite der Wasserpumpe verringert. Auf diese Weise werden der Anstieg des Wasserschlags und der Druckabfall auf beiden Seiten der Wasserpumpstation kontrolliert, um die Schäden durch Wasserschläge wirksam zu reduzieren und zu verhindern
(6) Mehrstufiges Rückschlagventil einstellen
In der längeren Wassertransportleitung werden ein oder mehrere Rückschlagventile hinzugefügt, um die Wassertransportleitung in mehrere Abschnitte zu unterteilen, und in jedem Abschnitt sind Rückschlagventile angebracht. Wenn das Wasser in der Wasserzuleitung durch einen Wasserschlag zurückfließt, wird jedes Rückschlagventil nacheinander geschlossen, um den Rückspülstrom in mehrere Abschnitte aufzuteilen. Da der hydrostatische Druck in jedem Abschnitt der Wasserversorgungsleitung (oder dem Rückspülströmungsabschnitt) recht gering ist, wird der Druckanstieg durch Wasserschläge verringert. Diese Schutzmaßnahme kann bei großen geometrischen Höhenunterschieden der Wasserversorgung wirksam eingesetzt werden; Die Möglichkeit einer Wassersäulentrennung kann jedoch nicht ausgeschlossen werden. Der größte Nachteil besteht darin, dass der Stromverbrauch der Wasserpumpe steigt und die Kosten für die Wasserversorgung im Normalbetrieb steigen.
(7) Automatische Absaug- und Luftnachfüllvorrichtungen werden an den höchsten Stellen der Rohrleitung angebracht, um die Auswirkungen von Wasserschlägen auf die Rohrleitung zu verringern.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Okt. 2021
