Як зменшити шкоду, спричинену гідроударом?

Гідравлічний удар є поширеною проблемою в системах розподілу води, і для пом’якшення його наслідків існують різні засоби захисту. Однак ці заходи мають бути адаптовані до конкретних причин гідроудару. Нижче наведено кілька поширених методів.

Зменшення витрати в трубопроводі може певною мірою знизити тиск гідроудару. Однак це може вимагати збільшення діаметра труби, що збільшує вартість проекту. При прокладанні трубопроводу важливо уникати ситуацій, коли виникають раптові зміни нахилу або утворення горбів (високих точок) на лінії.

Крім того, може допомогти зменшення довжини трубопроводу, оскільки довші трубопроводи зазвичай призводять до більшого гідроудару під час зупинки насоса. Одним із підходів є розділення однієї насосної станції на дві та використання всмоктуючого колодязя для з’єднання двох станцій.

Величина гідроудару під час зупинки насоса в основному залежить від геометричного напору насосної станції. Чим вищий геометричний напір, тим більша ймовірність гідроудару. Тому важливо вибрати відповідний напір насоса, виходячи з місцевих умов.

Після вимкнення насоса система повинна дочекатися, поки труба після зворотного клапана наповниться водою, перш ніж повторно запускати насос. Під час запуску насоса дуже важливо не відкривати випускний клапан насоса повністю, оскільки це може спричинити значний гідроудар. За таких умов відбувається багато серйозних інцидентів з гідроударами на насосних станціях.

(1) Прийняття технології контролю постійного тиску:

Автоматизовану систему керування PLC (програмований логічний контролер) можна використовувати для регулювання швидкості насосів за допомогою регулювання частоти. Оскільки тиск у водорозподільчій мережі коливається зі зміною умов експлуатації, стрибки або падіння тиску є звичайним явищем, що призводить до ризику гідроудару та пошкодження труб і обладнання. Відстежуючи тиск і керуючи роботою насосів — вмикаючи чи вимикаючи їх або регулюючи швидкість — система підтримує постійний тиск. Це допомагає запобігти сильним коливанням тиску та зменшує ймовірність гідроудару.

(2) Встановлення розрядників гідроудару:

Ці пристрої в основному запобігають гідроудару, спричиненому відключенням насоса, і зазвичай встановлюються поблизу вихідного отвору насоса. Вони використовують тиск у трубопроводі, щоб активувати запобіжний клапан, коли тиск падає нижче встановленого порогу, що дозволяє скинути воду для скидання тиску. Це допомагає збалансувати місцевий тиск у трубопроводі та запобігти пошкодженню від гідроудару. Розрядники гідроударів зазвичай доступні механічного та гідравлічного типів. Механічні розрядники вимагають ручного скидання після активації, а гідравлічні – автоматично.

(3) Установка зворотних клапанів із повільним закриттям на трубах великого діаметру:

Зворотні клапани, що повільно закриваються, можуть ефективно пом’якшити гідроудар, спричинений відключенням насоса. Однак, оскільки дія клапана дозволяє деякій воді повертатися назад, для цього потрібна переливна труба у всмоктувальному колодязі. Зворотні клапани, що повільно закриваються, бувають двох типів: вагові та енергозберігаючі. Ці клапани можна налаштувати так, щоб вони закривалися протягом певного періоду часу. Як правило, клапан закривається на 70%-80% протягом 3-7 секунд після збою живлення, а решта 20%-30% закриття займає 10-30 секунд, залежно від стану насоса та трубопроводу. Важливо відзначити, що при наявності в трубопроводі високих точок (горбів) може виникнути гідроудар, викликаний відривом колони, і в цьому випадку повільно закривається зворотний клапан менш ефективний.

(4) Встановлення односторонньої вежі регулювання тиску:

Односторонню вежу регулювання тиску можна побудувати поблизу насосної станції або у відповідному місці трубопроводу. Рівень води в вежі має бути нижчим за тиск у трубопроводі в цій точці. Коли тиск у трубопроводі падає нижче рівня води в вежі, вода подається з вежі в трубопровід, щоб запобігти відриву водяного стовпа та уникнути гідроудару. Однак цей захід не дуже ефективний для запобігання гідроудару, викликаного закриттям клапана. Крім того, односторонній клапан, який використовується у вежі, має бути надійним, оскільки поломка може призвести до значного гідроудару.

(5) Встановлення байпасних труб (клапанів) на насосних станціях:

За нормальних умов тиск на стороні нагнітання насоса вищий, ніж на стороні всмоктування, що призводить до закриття зворотного клапана. У разі раптового відключення електроенергії тиск на стороні нагнітання насоса різко падає, тоді як тиск на стороні всмоктування різко зростає. Різниця тиску змушує воду під високим тиском у всмоктувальному трубопроводі відкривати зворотний клапан, направляючи воду на вихідну сторону низького тиску. Цей процес допомагає вирівняти тиск з обох сторін насоса, зменшуючи ймовірність гідроудару.

(6) Установка кількох зворотних клапанів:

Для довгих трубопроводів встановлення кількох зворотних клапанів може розділити трубопровід на секції. Кожна секція мала б свій зворотний клапан. У разі гідроудару потік води ділиться на менші секції, оскільки кожен зворотний клапан закривається послідовно. Менший напір у кожній секції зменшує величину гідроудару. Цей метод особливо корисний для систем із великою різницею вертикального напору. Однак це не може усунути ризик відриву водяного стовпа. Основним недоліком є ​​те, що під час нормальної роботи це збільшує енергоспоживання насоса та експлуатаційні витрати.

Впроваджуючи ці стратегії, можна ефективно зменшити вплив гідроударів на систему водопостачання, забезпечивши безпеку та ефективність експлуатації.

Якщо вас зацікавила ця стаття або у вас є запитання щодо неї, будь ласка, у будь-який час вільно укладайте зі мною ~~~ контракт

WhatsApp: +86 18159365159

Електронна адреса: victor@gntvalve.com