Ako zmierniť škody spôsobené vodným kladivom?

Vodné rázy sú bežným problémom v rozvodoch vody a existujú rôzne ochranné opatrenia na zmiernenie jeho účinkov. Tieto opatrenia však musia byť prispôsobené konkrétnym príčinám vodného rázu. Nižšie sú uvedené niektoré bežne používané metódy:

Zníženie prietoku v potrubí môže do určitej miery znížiť tlak vodného rázu. To však môže vyžadovať zvýšenie priemeru potrubia, čo zvyšuje náklady na projekt. Pri ukladaní potrubia je nevyhnutné vyhnúť sa situáciám, kedy dochádza k náhlym zmenám sklonu alebo vzniku hrboľov (vysokých bodov) v potrubí.

Okrem toho môže pomôcť skrátenie dĺžky potrubia, pretože dlhšie potrubia majú vo všeobecnosti za následok väčšie vodné rázy počas odstávok čerpadla. Jedným z prístupov je rozdeliť jednu čerpaciu stanicu na dve a použiť saciu studňu na prepojenie týchto dvoch staníc.

Veľkosť vodného rázu pri odstavení čerpadla súvisí najmä s geometrickou výškou čerpacej stanice. Čím vyššia je geometrická hlava, tým väčší je potenciál vodného rázu. Preto je dôležité vybrať vhodnú hlavu čerpadla na základe miestnych podmienok.

Po vypnutí čerpadla by mal systém pred opätovným spustením čerpadla počkať, kým sa potrubie za spätným ventilom naplní vodou. Počas spúšťania čerpadla je dôležité úplne neotvoriť výstupný ventil čerpadla, pretože by to mohlo spôsobiť značné vodné rázy. Za týchto podmienok dochádza k mnohým veľkým incidentom s vodnými rázmi v čerpacích staniciach.

(1) Prijatie technológie riadenia konštantného tlaku:

Automatizovaný riadiaci systém PLC (Programmable Logic Controller) je možné použiť na nastavenie rýchlosti čerpadiel prostredníctvom riadenia s premenlivou frekvenciou. Keďže tlak vo vodovodnej rozvodnej sieti kolíše s meniacimi sa prevádzkovými podmienkami, sú bežné tlakové rázy alebo poklesy, čo vedie k riziku vodného rázu a poškodeniu potrubí a zariadení. Monitorovaním tlaku a riadením prevádzky čerpadiel – ich zapínaním alebo vypínaním alebo úpravou ich rýchlosti – systém udržiava konštantný tlak. To pomáha predchádzať veľkým výkyvom tlaku a znižuje pravdepodobnosť vodného rázu.

(2) Inštalácia lapačov vodného kladiva:

Tieto zariadenia primárne zabraňujú vodnému rázu spôsobenému odstávkami čerpadla a zvyčajne sa inštalujú v blízkosti výstupu čerpadla. Používajú tlak v potrubí na aktiváciu pretlakového ventilu, keď tlak klesne pod nastavenú prahovú hodnotu, čo umožňuje vypustenie vody na zníženie tlaku. To pomáha vyrovnávať miestne tlaky v potrubí a predchádzať poškodeniu spôsobenému vodným rázom. Tlmiče vodných rázov sú všeobecne dostupné v mechanických a hydraulických typoch. Mechanické aretácie vyžadujú manuálny reset po aktivácii, zatiaľ čo hydraulické sa resetujú automaticky.

(3) Inštalácia pomaly zatváracích spätných ventilov na potrubia s veľkým priemerom:

Pomalo zatváracie spätné ventily môžu účinne zmierniť vodné rázy spôsobené odstávkami čerpadla. Avšak, pretože činnosť ventilu umožňuje, aby časť vody tiekla späť, vyžaduje to prepadové potrubie v sacej studni. Spätné ventily s pomalým zatváraním sa dodávajú v dvoch typoch: typy založené na hmotnosti a typy akumulujúce energiu. Tieto ventily je možné nastaviť tak, aby sa zatvorili v určitom časovom rámci. Typicky sa ventil zatvorí o 70 % až 80 % do 3 až 7 sekúnd po výpadku prúdu, pričom zvyšných 20 % až 30 % zatvorenia trvá 10 až 30 sekúnd, v závislosti od podmienok čerpadla a potrubia. Je dôležité si uvedomiť, že ak sú v potrubí vysoké body (hrbole), môže dôjsť k vodnému rázu spôsobenému separáciou kolóny, v takom prípade je spätný ventil s pomalým zatváraním menej účinný.

(4) Inštalácia jednosmernej tlakovej regulačnej veže:

V blízkosti čerpacej stanice alebo na vhodnom mieste v potrubí môže byť postavená jednosmerná tlaková regulačná veža. Hladina vody vo veži by mala byť nižšia ako tlak v potrubí v tomto bode. Keď tlak v potrubí klesne pod hladinu vody vo veži, voda sa dopĺňa z veže do potrubia, aby sa zabránilo oddeleniu vodného stĺpca a zabránilo sa vodnému rázu. Toto opatrenie však nie je veľmi účinné na zabránenie vodného rázu spôsobeného uzávermi ventilov. Okrem toho musí byť jednosmerný ventil použitý vo veži spoľahlivý, pretože porucha by mohla viesť k výraznému vodnému rázu.

(5) Inštalácia obtokových potrubí (ventilov) v čerpacích staniciach:

Za normálnych podmienok je tlak na výtlačnej strane čerpadla vyšší ako na sacej strane, čo spôsobuje zatvorenie spätného ventilu. Keď dôjde k náhlemu výpadku prúdu, tlak na výtlačnej strane čerpadla prudko klesne, zatiaľ čo tlak na sacej strane sa dramaticky zvýši. Tlakový rozdiel núti prechodnú vysokotlakovú vodu v sacom potrubí otvoriť spätný ventil a posielať vodu na nízkotlakovú výtlačnú stranu. Tento proces pomáha vyrovnávať tlak na oboch stranách čerpadla, čím sa znižuje pravdepodobnosť vodného rázu.

(6) Inštalácia viacerých spätných ventilov:

V prípade dlhých potrubí môže inštalácia viacerých spätných ventilov rozdeliť potrubie na časti. Každá sekcia by mala svoj vlastný spätný ventil. V prípade vodného rázu sa prietok vody rozdelí na menšie časti, pretože každý spätný ventil sa postupne uzatvára. Menšia tlaková výška v každej sekcii znižuje veľkosť vodného rázu. Táto metóda je obzvlášť užitočná pre systémy s veľkým rozdielom vertikálnej hlavy. Nemôže však eliminovať riziko oddelenia vodného stĺpca. Veľkou nevýhodou je, že pri bežnej prevádzke zvyšuje spotrebu energie čerpadla a prevádzkové náklady.

Implementáciou týchto stratégií je možné efektívne znížiť vplyv vodného rázu na vodovodný systém, čím sa zabezpečí bezpečnosť a efektívnosť prevádzky.

Ak vás tento článok zaujal alebo máte k nemu akékoľvek otázky, kedykoľvek so mnou slobodne uzatvorte zmluvu ~~~

whatsapp: +86 18159365159

E-mail: victor@gntvalve.com