Vatnshamar er kallaður vatnshamar vegna tregðu þrýstivatnsrennslis þegar rafmagnið er skyndilega rofið eða lokanum er lokað of hratt, sem framleiðir vatnsflæðishöggbylgju, alveg eins og hamar sem berst. Fram og til baka kraftur vatnshöggbylgjunnar getur stundum verið mjög mikill og skemmir þannig lokann og vatnsdæluna.
Þegar opinn loki er skyndilega lokaður mun vatnsrennslið valda þrýstingi á lokann og pípuvegginn. Vegna slétts pípuveggsins nær síðari vatnsrennsli fljótt hámarki undir virkni tregðu og framkallar eyðileggjandi áhrif, sem eru „vatnshamaráhrif“ í vatnsaflsfræði, það er jákvæð vatnshamar. Þessi þáttur ætti að hafa í huga við byggingu vatnsveitu leiðslu.
Þvert á móti, eftir að lokaði lokinn er skyndilega opnaður, mun hann einnig framleiða vatnshamar, sem kallast neikvæður vatnshamar, sem hefur einnig ákveðinn eyðileggingarkraft, en hann er ekki eins stór og sá fyrrnefndi. Þegar rafmagnsvatnsdælueiningin er skyndilega slökkt eða ræst, mun það einnig valda þrýstingsáhrifum og vatnshamaráhrifum. Þessi þrýstingshöggbylgja breiðist út meðfram leiðslunni, sem getur auðveldlega leitt til staðbundinnar yfirþrýstings á leiðslunni, sem leiðir til þess að leiðslur rofni og búnaði skemmist. Þess vegna er vatnshamaráhrifavörn orðin ein af lykiltækni vatnsveituverkfræðinnar.
Skilyrði vatnshamars
1. Skyndileg opnun eða lokun á lokanum;
2. Skyndileg stöðvun eða ræsing á vatnsdælueiningu;
3. Vatnsafgreiðsla frá einni pípu upp á háan stað (landfræðilegur hæðarmunur vatnsveitu fer yfir 20m);
4. Heildarhaus (eða vinnuþrýstingur) vatnsdælunnar er stór;
5. Of mikill rennslishraði í vatnsflutningsleiðslu;
6. Vatnsleiðslan er of löng og landslag breytist mikið.
Skaða af vatnshamaráhrifum
Þrýstihækkunin af völdum vatnshamrar getur náð nokkrum sinnum eða jafnvel tugum sinnum af venjulegum vinnuþrýstingi leiðslunnar. Hættan af þessari miklu þrýstingssveiflu fyrir leiðslukerfið felur aðallega í sér:
1. Valdaðu miklum titringi leiðslunnar og aftengdu leiðslusamskeytin;
2. Lokinn er skemmdur og alvarlegur þrýstingur er of hár, sem leiðir til pípusprengingar og þrýstingslækkunar á vatnsveitukerfi;
3. Þvert á móti mun of lágur þrýstingur leiða til hruns pípunnar og skemma lokann og festingarhlutana;
4. Láttu dæluna snúa við, skemmir búnaðinn eða leiðsluna í dæluherberginu, sökkvi dæluherberginu alvarlega á kaf, veldur manntjóni og öðrum stórslysum og hefur áhrif á framleiðslu og líf.
Verndarráðstafanir til að útrýma eða draga úr vatnshamri
Það eru margar verndarráðstafanir fyrir vatnshamar, en mismunandi ráðstafanir ætti að gera í samræmi við hugsanlegar orsakir vatnshamars.
1. Að draga úr flæðishraða vatnsflutningsleiðslunnar getur dregið úr vatnshamarþrýstingnum að vissu marki, en það mun auka þvermál vatnsflutningsleiðslunnar og auka fjárfestingu verkefnisins. Við lagningu vatnsflutningsleiðslu skal forðast hnúfu eða mikla hallabreytingu eins og kostur er. Stærð dælustöðvunarvatnshamarsins er aðallega tengd geometrískum höfuð dæluhússins. Því hærra sem rúmfræðilega höfuðið er, því meira er gildi dælustopps vatnshamarsins. Þess vegna skal hæfilegt dæluhaus valið í samræmi við staðbundnar raunverulegar aðstæður. Eftir að neyðardælan hefur verið stöðvuð skal ræsa dæluna eftir að leiðslan fyrir aftan afturlokann er fyllt með vatni. Þegar dælan er ræst skaltu ekki opna úttaksventil dælunnar að fullu, annars mun það valda miklum vatnsáhrifum. Helstu vatnshamarslys margra dælustöðva eru að mestu af völdum þessa máls.
2. Stilltu útrýmingarbúnað fyrir vatnshamar
(1) Stöðug þrýstingsstýringartækni er samþykkt:
Þar sem þrýstingur vatnsveitukerfisins breytist stöðugt með breytingum á vinnuskilyrðum, kemur oft lágþrýstingur eða ofþrýstingur fram við notkun kerfisins, sem auðvelt er að framleiða vatnshamar, sem leiðir til skemmda á leiðslum og búnaði, sjálfvirka stjórnin. kerfið er notað til að endurnýja ræsingu, stöðvun og hraðastjórnun vatnsdælunnar með því að greina pípukerfisþrýstinginn, stjórna flæðinu og halda síðan ákveðnu þrýstingsstigi, Hægt er að stilla vatnsveituþrýsting dælunnar með því að stjórna örtölva til að viðhalda stöðugum þrýstingi vatnsveitu, forðast of miklar þrýstingssveiflur og draga úr líkum á vatnshamri.
(2) Settu upp vatnshamarinn
Búnaðurinn er aðallega notaður til að koma í veg fyrir að vatnshamar stöðvi dæluna. Það er almennt sett upp nálægt úttaksleiðslu vatnsdælunnar. Þrýstingur leiðslunnar sjálfrar er notaður sem kraftur til að átta sig á sjálfvirkri aðgerð með lágþrýstingi, það er að segja þegar þrýstingur í leiðslunni er lægri en sett verndargildi, mun frárennslisúttakið opnast sjálfkrafa til að losa vatn og þrýsting, svo sem til að halda jafnvægi á þrýstingi staðbundinnar leiðslu og koma í veg fyrir áhrif vatnshamars á búnað og leiðslu, Almennt má skipta útrýmingarbúnaðinum í vélræna gerð og vökvagerð. Eftir að vélrænni útrýmingarbúnaðurinn virkar er hægt að endurheimta hann handvirkt og hægt er að endurstilla vökvaútrýmingarbúnaðinn sjálfkrafa.
(3) Settu hæglokandi afturloka á úttaksrör vatnsdælunnar með stórum þvermál
Það getur í raun útrýmt vatnshamri við lokun dælunnar, en vegna þess að það er ákveðið magn af bakflæði vatns þegar lokinn virkar, verður sogholan að hafa yfirfallsrör. Hægt er að loka afturloka af tveimur gerðum: þungur hamargerð og gerð orkugeymslu. Hægt er að stilla lokunartíma lokans innan ákveðins sviðs eftir þörfum. Almennt er lokinn lokaður 70% ~ 80% innan 3 ~ 7 sekúndna eftir rafmagnsleysi og 20% ~ 30% lokunartíminn sem eftir er er stilltur í samræmi við aðstæður vatnsdælu og leiðslu, venjulega á bilinu 10 ~ 30 s. Það er athyglisvert að þegar það er hnúkur í leiðslunni til að brúa vatnshamarinn er hæglokandi afturlokinn mjög áhrifaríkur.
(4) Ein leið Surge Tower
Hann skal byggður nálægt dælustöðinni eða á viðeigandi stað leiðslunnar og skal hæð einstefnubylgjutanksins vera lægri en leiðsluþrýstingurinn þar. Þegar þrýstingur í leiðslunni er lægri en vatnsborðið í turninum, fyllir bylgjutankurinn upp vatn í leiðsluna til að koma í veg fyrir að vatnssúlan brotni og til að forðast að brúa vatnshamarinn. Hins vegar eru þrýstingslækkandi áhrif þess á vatnshamar, önnur en dælustöðvunarhamar, takmörkuð, svo sem lokunarlokandi vatnshamar. Að auki skal frammistaða einstefnulokans sem notaður er í einstefnuþrýstingstýriturninum vera algerlega áreiðanlegur. Þegar lokinn bilar getur það leitt til stórslysa
(5) Hjáveiturör (ventill) er sett í dælustöðina
Við venjulega notkun dælukerfisins er afturlokinn lokaður vegna þess að vatnsþrýstingurinn við vatnsþrýstingshlið dælunnar er hærri en við vatnssogshliðina. Þegar dælan er skyndilega stöðvuð vegna rafmagnsleysis lækkar þrýstingur við úttak vatnsdælustöðvar verulega á meðan þrýstingur á soghlið hækkar mikið. Undir þessum mismunaþrýstingi er skammvinnt háþrýstivatnið í sogaðalrörinu skammvinnt lágþrýstivatnið sem ýtir eftirlitslokaplötunni til að flæða að þrýstingsvatnsaðalrörinu og eykur lágan vatnsþrýstinginn þar; Á hinn bóginn minnkar þrýstingshækkun vatnshamars á soghlið vatnsdælunnar einnig. Á þennan hátt er vatnshögginu og þrýstingsfalli beggja vegna vatnsdælustöðvarinnar stjórnað til að draga úr og koma í veg fyrir skaða af vatnshamri á áhrifaríkan hátt.
(6) Stilltu fjölþrepa afturloka
Í lengri vatnsflutningsleiðslunni er einum eða fleiri afturlokum bætt við til að skipta vatnsflutningsleiðslunni í nokkra hluta og afturlokar eru stilltir á hvern hluta. Þegar vatnið í vatnsafhendingarpípunni rennur til baka í vatnshamarferlinu er hver eftirlitsloki lokaður í röð til að skipta afturrennslisflæðinu í nokkra hluta. Vegna þess að vatnstöfunarhausinn í hverjum hluta vatnsafgreiðslupípunnar (eða bakrennslishlutanum) er frekar lítill, minnkar þrýstingshækkun vatnshamarsins. Hægt er að nota þessa verndarráðstöfun á áhrifaríkan hátt ef um er að ræða stóran rúmfræðilegan hæðarmun á vatnsveitu; Hins vegar er ekki hægt að útiloka möguleikann á aðskilnað vatnssúlu. Stærsti ókostur þess er að orkunotkun vatnsdælunnar eykst og kostnaður við vatnsveitu eykst við venjulega notkun.
(7) Sjálfvirk útblásturs- og loftfyllingarbúnaður er stilltur á hápunkta leiðslunnar til að draga úr áhrifum vatnshamrar á leiðsluna.
Birtingartími: 26. október 2021
