Што такое гідраўлічны ўдар?
Гідраўдар узнікае, калі адбываецца раптоўнае адключэнне электраэнергіі або калі клапан занадта хутка зачыняецца. З-за інерцыі патоку вады пад ціскам узнікае ўдарная хваля патоку вады, падобная да ўдару малатком, таму гэта называецца гідраўлічным ударам. Сіла, якая ўзнікае ў выніку зваротных ударных хваль патоку вады, часам настолькі вялікая, можа пашкодзіць клапаны і помпы.
Калі адкрыты клапан раптоўна зачыняецца, вада цячэ да клапана і сценкі трубы, ствараючы ціск. З-за гладкай сценкі трубы наступны паток вады пад дзеяннем інэрцыі хутка дасягае максімуму і выклікае пашкоджанні. Гэта «эфект гідраўлічнага ўдару» ў механіцы вадкасці, гэта значыць станоўчы гідраўлічны ўдар. Гэты фактар варта ўлічваць пры будаўніцтве трубаправодаў водазабеспячэння.
Наадварот, пасля рэзкага адкрыцця закрытага клапана таксама ўзнікае гідраўлічны ўдар, які называецца адмоўным гідраўлічным ударам. Ён таксама мае пэўную разбуральную сілу, але не такую вялікую, як папярэдні. Калі электрычны вадзяны помпа раптоўна губляе магутнасць або запускаецца, гэта таксама выклікае ўдар ціску і эфект гідраўлічнага ўдару. Ударная хваля гэтага ціску распаўсюджваецца ўздоўж трубаправода, што можа лёгка прывесці да лакальнага перавышэння ціску ў трубаправодзе, што прывядзе да разрыву трубаправода і пашкоджання абсталявання. Таму абарона ад эфекту гідраўлічнага ўдару стала адной з ключавых тэхналогій у водазабеспячэнні.
Умовы для гідраўлічнага ўдару
1. Клапан раптоўна адкрываецца або зачыняецца;
2. Вадзяны помпа раптоўна спыняецца або запускаецца;
3. Аднатрубная падача вады ў высакагор'і (перапад вышынь вадаправода перавышае 20 метраў);
4. Агульны напор (або працоўны ціск) помпы вялікі;
5. Хуткасць вады ў вадаправодзе занадта вялікая;
6. Вадаправод занадта доўгі, і рэльеф мясцовасці моцна змяняецца.
Небяспека гідраўлічнага ўдару
Павышэнне ціску, выкліканае гідраўлічным ударам, можа перавышаць нармальны працоўны ціск у трубаправодзе ў некалькі разоў ці нават у дзясяткі разоў. Такія вялікія ваганні ціску наносяць шкоду трубаправоднай сістэме ў асноўным наступным чынам:
1. Выклікаць моцную вібрацыю трубаправода і разрыў злучэння трубаправода;
2. Клапан пашкоджаны, і сур'ёзны ціск занадта высокі, каб выклікаць разрыў трубы, і ціск у вадаправоднай сетцы зніжаецца;
3. Наадварот, калі ціск занадта нізкі, труба разбурыцца, а клапан і мацавальныя дэталі будуць пашкоджаны;
4. Прывесці да рэверсу вадзянога помпы, пашкоджання абсталявання або трубаправодаў у помпавай, сур'ёзнага затаплення помпавай, прычынення асабістых ахвяр і іншых буйных аварый, а таксама ўплыву на вытворчасць і жыццё.
Ахоўныя меры для ліквідацыі або змякчэння гідраўлічнага ўдару
Існуе мноства ахоўных мер супраць гідраўлічнага ўдару, але ў залежнасці ад магчымых прычын гідраўлічнага ўдару неабходна прымаць розныя меры.
1. Зніжэнне хуткасці патоку вадаправода можа да пэўнай ступені знізіць ціск гідраўлічнага ўдару, але гэта павялічыць дыяметр вадаправода і павялічыць інвестыцыі ў праект. Пры пракладцы вадаправодаў варта ўлічваць неабходнасць пазбягання ўзгоркаў або рэзкіх змен ухілу. Памер гідраўлічнага ўдару пры спыненні помпы ў асноўным звязаны з геаметрычным напорам помпавага аддзялення. Чым вышэй геаметрычны напор, тым большы гідраўлічны ўдар пры спыненні помпы. Таму варта выбраць разумны напор помпы ў адпаведнасці з фактычнымі мясцовымі ўмовамі. Пасля спынення помпы ў выпадку аварыі пачакайце, пакуль трубаправод за зваротным клапанам напоўніцца вадой, перш чым запускаць помпу. Не адкрывайце цалкам выпускны клапан вадзянога помпы пры запуску помпы, інакш будзе вялікі ўдар вады. Большасць буйных аварый з гідраўлічным ударам на многіх помпавых станцыях адбываецца менавіта ў такіх абставінах.
2. Усталюйце прыладу для ліквідацыі гідраўлічнага ўдару
(1) Выкарыстанне тэхналогіі пастаяннага кантролю ціску:
Паколькі ціск у вадаправоднай сетцы пастаянна змяняецца са зменай умоў працы, падчас працы сістэмы часта ўзнікае нізкі або залішні ціск, што прыводзіць да гідраўлічных удараў, што прыводзіць да пашкоджання труб і абсталявання. Для кантролю ціску ў трубаправоднай сетцы выкарыстоўваецца сістэма аўтаматычнага кіравання. Выяўленне, кіраванне запускам, прыпынкам і рэгуляваннем хуткасці вадзянога помпы з дапамогай зваротнай сувязі рэгулюе паток, а затым падтрымлівае ціск на пэўным узроўні. Ціск падачы вады ў помпу можна ўсталяваць з дапамогай мікракамп'ютара, каб падтрымліваць пастаянны ціск падачы вады і пазбегнуць празмерных ваганняў ціску. Рызыка ўдараў зніжаецца.
(2) Усталюйце ўтылізатар гідраўлічнага ўдару
Гэта абсталяванне ў асноўным прадухіляе гідраўлічны ўдар, калі помпа спынены. Звычайна яно ўсталёўваецца побач з выхадной трубой вадзянога помпы. Яно выкарыстоўвае ціск самой трубы ў якасці магутнасці для рэалізацыі аўтаматычнага дзеяння пры нізкім ціску, гэта значыць, калі ціск у трубе ніжэйшы за ўстаноўленае значэнне абароны, дрэнаж аўтаматычна адкрываецца і скідае ваду. Зніжэнне ціску для ўраўнаважвання ціску ў мясцовых трубаправодах і прадухілення ўздзеяння гідраўлічнага ўдару на абсталяванне і трубаправоды. Звычайна сепаратары можна падзяліць на два тыпы: механічныя і гідраўлічныя. скід.
3) Усталюйце зваротны клапан з павольным закрыццём на выходную трубу вадзянога помпы вялікага калібра
Гэта можа эфектыўна ліквідаваць гідраўлічны ўдар пры спыненні помпы, але паколькі пры спрацоўванні клапана ўзнікае пэўная колькасць зваротнага патоку вады, усмоктвальная свідравіна павінна мець пераліўную трубу. Існуе два тыпы зваротных клапанаў з павольным закрыццём: ударныя і энерганазапасныя. Гэты тып клапана дазваляе рэгуляваць час закрыцця клапана ў пэўным дыяпазоне ў залежнасці ад патрэб. Як правіла, ад 70% да 80% клапана зачыняецца на працягу 3-7 секунд пасля адключэння электраэнергіі, а час закрыцця астатніх 20%-30% рэгулюецца ў залежнасці ад умоў вадзянога помпы і трубаправода, звычайна ў дыяпазоне ад 10 да 30 секунд. Варта адзначыць, што зваротны клапан з павольным закрыццём вельмі эфектыўны, калі ў трубаправодзе ёсць гарбінка, каб пераадолець гідраўлічны ўдар.
(4) Усталяваць аднабаковую хвалепаглынальную вежу
Яна будуецца побач з помпавай станцыяй або ў адпаведным месцы трубаправода, а вышыня аднабаковай помпавай вежы ніжэйшая за ціск у трубаправодзе. Калі ціск у трубаправодзе ніжэйшы за ўзровень вады ў вежы, помпавая вежа будзе падаваць ваду ў трубаправод, каб прадухіліць разрыў вадзянога слупа і пазбегнуць гідраўлічнага ўдару. Аднак яе эфект зніжэння ціску на гідраўлічны ўдар, акрамя гідраўлічнага ўдару пры прыпынку помпы, напрыклад, гідраўлічнага ўдару пры закрыцці клапана, абмежаваны. Акрамя таго, працаздольнасць аднабаковага клапана, які выкарыстоўваецца ў аднабаковай помпавай вежы, павінна быць абсалютна надзейнай. Выхад клапана з ладу можа прывесці да сур'ёзных аварый.
(5) Усталюйце байпасную трубу (клапан) у помпавай станцыі
Калі помпавая сістэма працуе нармальна, зваротны клапан зачынены, таму што ціск вады на баку напорнай вады помпы вышэйшы за ціск вады на баку ўсмоктвання. Пры раптоўным адключэнні электраэнергіі помпа спыняецца, ціск на выхадзе з помпавай станцыі рэзка падае, а ціск на баку ўсмоктвання рэзка павялічваецца. Пры гэтым перападзе ціску вада пад высокім ціскам у магістральным трубаправодзе ўсмоктвання — гэта вада пад нізкім ціскам, якая адштурхоўвае пласціну зваротнага клапана і паступае ў магістральны трубаправод напорнай вады, павялічваючы там нізкі ціск вады; з іншага боку, павышэнне гідраўлічнага ўдару вадзянога помпы на баку ўсмоктвання таксама памяншаецца. Такім чынам, нарастанне і падзенне гідраўлічнага ўдару з абодвух бакоў помпавай станцыі кантралюецца, тым самым эфектыўна зніжаючы і прадухіляючы небяспеку гідраўлічнага ўдару.
(6) Усталюйце шматступенны зваротны клапан
У больш доўгім вадаправодзе дадайце адзін або некалькі зваротных клапанаў, падзяліце вадаправод на некалькі секцый і ўсталюйце зваротны клапан на кожнай секцыі. Калі вада ў вадаправодзе цячэ назад падчас гідраўлічнага ўдару, зваротныя клапаны зачыняюцца адзін за адным, каб падзяліць паток зваротнай прамыўкі на некалькі секцый. Паколькі гідрастатычны напор у кожнай секцыі вадаправода (або секцыі патоку зваротнай прамыўкі) даволі малы, паток вады памяншаецца. Узмацненне ўдару. Гэтая ахоўная мера можа быць эфектыўна выкарыстана ў сітуацыях, калі геаметрычная розніца вышынь падачы вады вялікая; але яна не можа выключыць магчымасць падзелу вадзянога слупа. Яе найбольшы недахоп: спажыванне энергіі вадзяным помпай павялічваецца падчас нармальнай працы, а таксама павялічваецца кошт водазабеспячэння.
(7) У самым высокім пункце трубаправода ўсталёўваюцца аўтаматычныя прылады для адводу выхлапных газаў і падачы паветра, каб паменшыць уздзеянне гідраўлічнага ўдару на трубаправод.
Час публікацыі: 23 лістапада 2022 г.