Гідравлічний удар називається гідроударом через інерцію потоку води під тиском, коли раптово припиняється подача електроенергії або занадто швидко закривається клапан, що створює ударну хвилю потоку води, як удар молотка. Поступально-назад сила водяної ударної хвилі іноді може бути дуже великою, таким чином пошкоджуючи клапан і водяний насос.
Коли відкритий клапан раптово закривається, потік води створює тиск на клапан і стінку труби. Завдяки гладкій стінці труби подальший потік води під дією інерції швидко досягає максимуму і створює руйнівну дію, яка в гідродинаміці є «ефектом гідроудару», тобто позитивним гідроударом. Цей фактор слід враховувати при будівництві водопроводу.
Навпаки, коли закритий клапан раптово відкривається, він також виробляє гідроудар, званий негативним гідроударом, який також має певну руйнівну силу, але не таку велику, як перший. Коли електричний водяний насос раптово вимикається або запускається, це також спричинить вплив тиску та ефект гідроудару. Ця ударна хвиля тиску поширюється вздовж трубопроводу, що може легко призвести до локального надмірного тиску в трубопроводі, що призведе до розриву трубопроводу та пошкодження обладнання. Тому захист від гідроударів став однією з ключових технологій водопостачання.
Умови гідроудару
1. Раптове відкриття або закриття клапана;
2. Раптова зупинка або запуск водяного насосного агрегату;
3. Подача води з однієї труби на висоту (перепад висот водопроводу перевищує 20 м);
4. Загальний напір (або робочий тиск) водяного насоса великий;
5. Надмірна швидкість течії у водопроводі;
6. Водопровід занадто довгий і рельєф місцевості сильно змінюється.
Шкода ефекту гідроудару
Підвищення тиску, викликане гідроударом, може досягати в декілька і навіть десятків разів нормального робочого тиску трубопроводу. Небезпека цих великих коливань тиску для системи трубопроводу в основному включає:
1. Викликати сильну вібрацію трубопроводу та роз'єднати з'єднання трубопроводу;
2. Клапан пошкоджено, а серйозний тиск занадто високий, що призводить до вибуху труби та зниження тиску в мережі водопостачання;
3. Навпаки, занадто низький тиск призведе до обвалу труби і пошкодження клапана і кріпильних деталей;
4. Викликати реверс насоса, пошкодити обладнання або трубопровід у насосному відділенні, серйозно занурити насосне відділення, спричинити жертви та інші великі нещасні випадки, а також вплинути на виробництво та життя.
Захисні заходи для усунення або зменшення 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. Під час прокладки водопроводу, наскільки це можливо, слід уникати горба або різкої зміни ухилу. Розмір гідроудару зупинки насоса в основному пов'язаний з геометричним напором насосної станції. Чим вищий геометричний напір, тим більше значення гідроудару зупинки насоса. Тому розумний напір насоса слід вибирати відповідно до місцевої фактичної ситуації. Після аварійної зупинки насоса, насос повинен бути запущений після заповнення трубопроводу за зворотним клапаном водою. Під час запуску насоса не відкривайте повністю випускний клапан насоса, інакше це призведе до сильного удару води. Великі аварії на багатьох насосних станціях з гідроударами в основному викликані цим.
2. Встановити пристрій для усунення гідроударів
(1) Застосовується технологія контролю постійного тиску:
Оскільки зі зміною умов роботи тиск у водопровідній мережі постійно змінюється, то під час роботи системи часто виникає низький або надлишковий тиск, що легко виробляти гідроудар, що призводить до пошкодження трубопроводів і обладнання, автоматичного контролю. Система призначена для зворотного зв’язку із запуском, зупинкою та регулюванням швидкості водяного насоса шляхом виявлення тиску в трубопровідній мережі, контролю потоку, а потім підтримки певного рівня тиску. Тиск подачі води насоса можна встановити, керуючи мікрокомп'ютер для підтримки постійного тиску подачі води, уникнення надмірних коливань тиску та зменшення ймовірності гідроудару.
(2) Встановіть пристрій для усунення гідроударів
Обладнання в основному використовується для запобігання гідроудару від зупинки насоса. Як правило, він встановлюється біля випускного трубопроводу водяного насоса. Тиск самого трубопроводу використовується як потужність для реалізації автоматичної дії низького тиску, тобто, коли тиск у трубопроводі нижчий за встановлене значення захисту, дренажний вихід автоматично відкривається для випуску води та тиску, так як щоб збалансувати тиск місцевого трубопроводу та запобігти впливу гідроудару на обладнання та трубопровід, загалом елімінатор можна розділити на механічний та гідравлічний тип. Після спрацювання механічного елімінатора його можна відновити вручну, а гідравлічний елімінатор можна скинути автоматично.
(3) Встановіть зворотний клапан повільного закриття на вихідній трубі водяного насоса великого діаметру
Це може ефективно усунути гідроудар відключення насоса, але оскільки під час роботи клапана відбувається певний зворотний потік води, всмоктувальний колодязь повинен мати переливну трубу. Зворотний клапан повільного закриття має два типи: важкий ударний тип і тип накопичувача енергії. Час закриття клапана можна регулювати в певному діапазоні за потреби. Як правило, клапан закривається на 70% ~ 80% протягом 3 ~ 7 с після збою живлення, а решта 20% ~ 30% часу закриття регулюється відповідно до умов водяного насоса та трубопроводу, як правило, в діапазоні 10 ~ 30 с. Варто відзначити, що коли в трубопроводі є горб для перекриття гідроудару, зворотний клапан із повільним закриттям дуже ефективний.
(4) Одностороння вежа Surge
Він повинен бути побудований поблизу насосної станції або у відповідному місці трубопроводу, а висота одностороннього розширювального бака повинна бути нижчою за тиск у трубопроводі. Коли тиск у трубопроводі нижчий за рівень води в башті, розширювальний бак поповнює воду в трубопровід, щоб запобігти розриву водяного стовпа та уникнути перекриття гідроудару. Однак його вплив на зниження тиску при гідроударі, крім гідроудару зупинки насоса, такого як гідроудар при закриванні клапана, обмежений. Крім того, продуктивність одностороннього клапана, який використовується в односторонній вежі регулювання тиску, повинна бути абсолютно надійною. Якщо клапан виходить з ладу, це може призвести до серйозних аварій
(5) На насосній станції встановлено перепускну трубу (клапан).
Під час нормальної роботи насосної системи зворотний клапан закритий, оскільки тиск води на стороні напору води насоса вищий, ніж на стороні всмоктування води. При раптовій зупинці насоса через відключення електроенергії тиск на виході з водонасосної станції різко падає, а тиск на стороні всмоктування різко підвищується. Під цим перепадом тиску перехідна вода високого тиску у магістральній трубі всмоктування є перехідною водою низького тиску, яка штовхає пластину зворотного клапана, щоб текти до магістральної труби води під тиском, і збільшує там низький тиск води; З іншого боку, зростання тиску гідроудару на стороні всмоктування водяного насоса також зменшується. Таким чином, підйом гідроудару та падіння тиску з обох боків водяної насосної станції контролюються, щоб ефективно зменшити та запобігти шкоді від гідроудару
(6) Встановіть багатоступінчастий зворотний клапан
У довшому водопроводі додається один або кілька зворотних клапанів, щоб розділити водопровід на кілька секцій, і зворотні клапани встановлюються на кожній секції. Коли вода в водопровідній трубі повертається назад в процесі гідроудару, кожен зворотний клапан послідовно закривається, щоб розділити зворотний потік на кілька секцій. Оскільки гідростатичний напір у кожній секції труби подачі води (або секції зворотного потоку) досить малий, зростання тиску гідроудару зменшується. Цей захисний захід може бути ефективно використаний у разі великого геометричного перепаду висоти водопостачання; Однак можливість відриву водяного стовпа не можна виключити. Його найбільшим недоліком є те, що під час нормальної роботи водяного насоса збільшується споживання електроенергії та вартість водопостачання.
(7) Автоматичні витяжні пристрої та пристрої поповнення повітря встановлюються у верхніх точках трубопроводу, щоб зменшити вплив гідроудару на трубопровід.
Час публікації: 26 жовтня 2021 р
