Vodno kladivo se imenuje vodno kladivo zaradi vztrajnosti pretoka tlačne vode, ko je napajanje nenadoma prekinjeno ali se ventil prehitro zapre, kar povzroči udarni val vodnega toka, tako kot udarec kladiva. Sila vodnega udarnega vala naprej in nazaj je lahko včasih zelo velika in tako poškoduje ventil in vodno črpalko.
Ko se odprti ventil nenadoma zapre, bo tok vode povzročil pritisk na ventil in steno cevi. Zaradi gladke stene cevi kasnejši vodni tok pod delovanjem vztrajnosti hitro doseže maksimum in povzroči destruktivni učinek, ki je v hidrodinamiki "učinek vodnega kladiva", to je pozitivni vodni udar. Ta dejavnik je treba upoštevati pri gradnji vodovoda.
Nasprotno, ko se zaprti ventil nenadoma odpre, bo proizvedel tudi vodno kladivo, imenovano negativno vodno kladivo, ki ima prav tako določeno uničevalno silo, vendar ni tako veliko kot prvo. Ko se enota električne vodne črpalke nenadoma izklopi ali zažene, bo to povzročilo tudi pritisk in učinek vodnega kladiva. Ta tlačni udarni val se širi vzdolž cevovoda, kar lahko zlahka povzroči lokalni nadtlak v cevovodu, kar povzroči pretrganje cevovoda in poškodbo opreme. Zato je zaščita pred vodnim udarom postala ena ključnih tehnologij inženiringa oskrbe z vodo.
Pogoji vodnega udara
1. Nenadno odpiranje ali zapiranje ventila;
2. Nenadna zaustavitev ali zagon vodne črpalke;
3. Dostava vode iz ene cevi na visoko mesto (topografska višinska razlika oskrbe z vodo presega 20 m);
4. Skupna višina (ali delovni tlak) vodne črpalke je velika;
5. Prevelika hitrost pretoka v vodovodnem cevovodu;
6. Vodovod je predolg in teren se močno spreminja.
Škoda zaradi učinka vodnega kladiva
Zvišanje tlaka, ki ga povzroči vodni udar, lahko doseže nekajkrat ali celo desetkrat več kot običajni delovni tlak cevovoda. Nevarnosti tega velikega nihanja tlaka za cevovodni sistem vključujejo predvsem:
1. Povzročite močne vibracije cevovoda in odklopite spoj cevovoda;
2. Ventil je poškodovan in resen tlak je previsok, kar povzroči eksplozijo cevi in zmanjšanje tlaka v vodovodnem omrežju;
3. Nasprotno, prenizek tlak bo povzročil propad cevi in poškodoval ventil in pritrdilne dele;
4. Povzroči vzvratno vožnjo črpalke, poškoduje opremo ali cevovod v črpalnici, močno potopi črpalnico, povzroči žrtve in druge večje nesreče ter vpliva na proizvodnjo in življenjsko dobo.
Zaščitni ukrepi za odpravo ali zmanjšanje vodnega udara
Obstaja veliko zaščitnih ukrepov za vodni udar, vendar je treba sprejeti različne ukrepe glede na možne vzroke vodnega udara.
1. Zmanjšanje hitrosti pretoka cevovoda za prenos vode lahko do določene mere zmanjša pritisk vodnega kladiva, vendar bo povečalo premer cevovoda za prenos vode in povečalo naložbo v projekt. Pri postavitvi vodovoda se je treba čim bolj izogibati grbinam ali ostrim spremembam naklona. Velikost vodnega kladiva za zaustavitev črpalke je v glavnem povezana z geometrijsko glavo črpalke. Višja kot je geometrijska višina, večja je vrednost vodnega udara za zaustavitev črpalke. Zato je treba razumno višino črpalke izbrati glede na lokalno dejansko stanje. Po izklopu črpalke v sili se črpalka zažene, potem ko je cevovod za povratnim ventilom napolnjen z vodo. Pri zagonu črpalke ne odpirajte popolnoma izpustnega ventila črpalke, sicer bo prišlo do močnega udarca vode. Največje nesreče z vodnimi udari številnih črpalnih postaj so večinoma posledica tega.
2. Nastavite napravo za odstranjevanje vodnega udara
(1) Sprejeta je tehnologija nadzora konstantnega tlaka:
Ker se tlak v vodovodnem cevnem omrežju nenehno spreminja s spremembo delovnih pogojev, se med delovanjem sistema pogosto pojavi nizek tlak ali nadtlak, ki ga je enostavno proizvesti z vodnim udarcem, kar povzroči poškodbe cevovodov in opreme, avtomatsko krmiljenje sistem je prilagojen za vračanje zagona, zaustavitve in regulacije hitrosti vodne črpalke prek zaznavanja tlaka v cevnem omrežju, nadzor pretoka in nato vzdrževanje določene ravni tlaka. Tlak dovoda vode v črpalki je mogoče nastaviti z nadzorom mikroračunalnik za vzdrževanje stalnega tlaka v oskrbi z vodo, izogibanje čezmernim nihanjem tlaka in zmanjšanje verjetnosti vodnega udara.
(2) Namestite eliminator vodnega udara
Oprema se uporablja predvsem za preprečevanje vodnega kladiva pred zaustavitvijo črpalke. Običajno je nameščen v bližini izhodnega cevovoda vodne črpalke. Tlak samega cevovoda se uporablja kot moč za realizacijo nizkotlačnega samodejnega delovanja, to je, ko je tlak v cevovodu nižji od nastavljene zaščitne vrednosti, se drenažni iztok samodejno odpre za sprostitev vode in tlaka, tako da za uravnoteženje tlaka lokalnega cevovoda in preprečevanje vpliva vodnega kladiva na opremo in cevovod. Na splošno lahko eliminator razdelimo na mehanski tip in hidravlični tip. Ko deluje mehanski eliminator, ga je mogoče obnoviti ročno, hidravlični eliminator pa se lahko samodejno ponastavi.
(3) Namestite povratni ventil za počasno zapiranje na izstopno cev vodne črpalke velikega premera
Učinkovito lahko odpravi vodno kladivo zaradi izklopa črpalke, a ker je ob delovanju ventila določen povratni tok vode, mora imeti sesalni vodnjak prelivno cev. Protipovratni ventil s počasnim zapiranjem ima dve vrsti: tip težkega kladiva in tip za shranjevanje energije. Čas zapiranja ventila je mogoče prilagoditi v določenem območju, kot je potrebno. Na splošno je ventil zaprt za 70 % ~ 80 % v 3 ~ 7 s po izpadu električne energije, preostalih 20 % ~ 30 % časa zapiranja pa se prilagodi glede na pogoje vodne črpalke in cevovoda, običajno v območju 10 ~ 30 s. s. Treba je omeniti, da je protipovratni ventil s počasnim zapiranjem zelo učinkovit, ko je v cevovodu grbina za premostitev vodnega kladiva.
(4) Enosmerni prenapetostni stolp
Zgradi se v bližini črpalne postaje ali na ustreznem mestu cevovoda, višina enosmerne izravnalne posode pa mora biti nižja od tamkajšnjega tlaka cevovoda. Ko je tlak v cevovodu nižji od nivoja vode v stolpu, kompenzacijski rezervoar dovaja vodo v cevovod, da prepreči zlom vodnega stolpca in prepreči premostitev vodnega kladiva. Vendar je njegov učinek znižanja tlaka na vodno kladivo, razen vodnega kladiva za zaustavitev črpalke, kot je vodno kladivo pri zapiranju ventila, omejen. Poleg tega mora biti delovanje enosmernega ventila, ki se uporablja v enosmernem stolpu za regulacijo tlaka, popolnoma zanesljivo. Ko ventil odpove, lahko pride do večjih nesreč
(5) V črpališču je nameščena obvodna cev (ventil).
Med normalnim delovanjem črpalnega sistema je protipovratni ventil zaprt, ker je vodni tlak na strani vodnega tlaka črpalke višji od tlaka na sesalni strani vode. Ob nenadni zaustavitvi črpalke zaradi izpada električne energije se tlak na iztoku črpalne postaje močno zmanjša, medtem ko se tlak na sesalni strani močno poveča. Pod tem diferenčnim tlakom je prehodna visokotlačna voda v glavni sesalni cevi prehodna nizkotlačna voda, ki potisne ploščo povratnega ventila, da teče v glavno cev za vodo pod tlakom, in tam poveča nizek tlak vode; Po drugi strani pa se zmanjša tudi dvig tlaka vodnega kladiva na sesalni strani vodne črpalke. Na ta način se nadzoruje dvig vodnega udara in padec tlaka na obeh straneh vodne črpalne postaje, da se učinkovito zmanjša in prepreči škoda zaradi vodnega udara.
(6) Nastavite večstopenjski kontrolni ventil
Pri daljšem vodovodnem cevovodu se doda ena ali več povratnih zaklopk, ki razdelijo vodovodni cevovod na več odsekov, na vsakem odseku pa se nastavijo protipovratni ventili. Ko voda v dovodni cevi teče nazaj v procesu vodnega kladiva, se vsak povratni ventil zaporedno zapre, da se povratni tok razdeli na več odsekov. Ker je hidrostatična višina v vsakem odseku cevi za dovod vode (ali odseku povratnega toka) precej majhna, se dvig tlaka vodnega kladiva zmanjša. Ta zaščitni ukrep se lahko učinkovito uporablja v primeru velike geometrijske višinske razlike vodovoda; Vendar pa možnosti ločitve vodnega stolpca ni mogoče odpraviti. Njena največja pomanjkljivost je, da se med normalnim delovanjem poveča poraba energije vodne črpalke in stroški oskrbe z vodo.
(7) Avtomatske naprave za izpušne pline in dopolnjevanje zraka so nameščene na najvišjih točkah cevovoda, da se zmanjša vpliv vodnega kladiva na cevovod.
Čas objave: 26. oktober 2021
