Hvad er vandhammer?
Vandslag opstår, når der opstår et pludseligt strømsvigt, eller når ventilen lukkes for hurtigt. På grund af inertien i vandtrykket genereres der en chokbølge af vandstrømmen, ligesom når man slår mod en hammer, så det kaldes et vandslag. Kraften, der genereres af de frem-og-tilbagegående chokbølger fra vandstrømmen, nogle gange så stor, kan beskadige ventiler og pumper.
Når en åben ventil pludselig lukkes, strømmer vandet mod ventilen og rørvæggen, hvilket skaber et tryk. På grund af rørets glatte væg når den efterfølgende vandstrøm hurtigt sit maksimum under inertipåvirkning og forårsager skader. Dette er "vandhammereffekten" i fluidmekanik, det vil sige positivt vandhammer. Denne faktor bør tages i betragtning ved konstruktionen af vandforsyningsrørledninger.
Tværtimod vil der, efter at den lukkede ventil pludselig åbnes, også produceres et vandslag, som kaldes et negativt vandslag. Det har også en vis destruktiv kraft, men det er ikke så stort som det første. Når den elektriske vandpumpe pludselig mister strømmen eller starter, vil det også forårsage trykchok og vandslagseffekt. Chokbølgen fra dette tryk forplanter sig langs rørledningen, hvilket let kan føre til lokalt overtryk i rørledningen, hvilket resulterer i rørledningsbrud og beskadigelse af udstyr. Derfor er beskyttelse mod vandslagseffekten blevet en af nøgleteknologierne inden for vandforsyningsteknik.
Betingelser for vandslag
1. Ventilen åbner eller lukker pludselig;
2. Vandpumpeenheden stopper eller starter pludselig;
3. Vandforsyning med ét rør til højtliggende steder (højdeforskellen i vandforsyningsterrænet overstiger 20 meter);
4. Pumpens samlede løftehøjde (eller arbejdstryk) er stor;
5. Vandhastigheden i vandledningen er for stor;
6. Vandledningen er for lang, og terrænet ændrer sig meget.
Farerne ved vandslag
Trykstigningen forårsaget af vandslag kan nå flere gange eller endda snesevis gange rørledningens normale arbejdstryk. Sådanne store trykudsving forårsager skade på rørledningssystemet primært som følger:
1. Forårsage stærk vibration af rørledningen og afbrydelse af rørledningssamlingen;
2. Ventilen er beskadiget, og det alvorlige tryk er for højt til at få røret til at sprænge, og trykket i vandforsyningsnettet er reduceret;
3. Hvis trykket derimod er for lavt, vil røret kollapse, og ventilen og fastgørelsesdelene vil blive beskadiget;
4. Forårsage, at vandpumpen reverserer, beskadige udstyret eller rørledningerne i pumperummet, alvorligt forårsage, at pumperummet oversvømmes, forårsage personskader og andre større ulykker, og påvirke produktion og levetid.
Beskyttelsesforanstaltninger til at eliminere eller afbøde vandslag
Der er mange beskyttelsesforanstaltninger mod vandslag, men forskellige foranstaltninger skal træffes afhængigt af de mulige årsager til vandslag.
1. Reduktion af vandledningens strømningshastighed kan reducere vandslagstrykket til en vis grad, men det vil øge vandledningens diameter og øge projektinvesteringen. Ved anlæg af vandledninger bør man overveje at undgå forhøjninger eller drastiske ændringer i hældningen. Størrelsen af vandslaget, når pumpen er stoppet, er primært relateret til pumperummets geometriske trykhøjde. Jo højere det geometriske trykhøjde er, desto større er vandslaget, når pumpen er stoppet. Derfor bør der vælges et rimeligt pumpetryk i henhold til de faktiske lokale forhold. Efter at have stoppet pumpen i en ulykke, skal man vente, indtil rørledningen bag kontraventilen er fyldt med vand, før pumpen startes. Åbn ikke vandpumpens udløbsventil helt, når pumpen startes, da der ellers vil være en stor vandpåvirkning. De fleste af de større vandslagsulykker i mange pumpestationer forekommer under sådanne omstændigheder.
2. Opsæt enhed til fjernelse af vandslag
(1) Brug af konstant trykstyringsteknologi:
Da trykket i vandforsyningsrørsnettet ændrer sig kontinuerligt med ændringer i driftsforholdene, opstår der ofte lavt tryk eller overtryk under systemets drift, hvilket er tilbøjeligt til at forårsage vandslag, hvilket resulterer i skader på rør og udstyr. Det automatiske styresystem er indført for at styre trykket i rørnettet. Detektion, feedback-kontrol af start, stop og hastighedsjustering af vandpumpen styrer flowet og opretholder derefter trykket på et bestemt niveau. Pumpens vandforsyningstryk kan indstilles ved at styre mikrocomputeren for at opretholde et konstant vandforsyningstryk og undgå for store trykudsving. Risikoen for vandslag reduceres.
(2) Installer vandslagsafviseren
Dette udstyr forhindrer primært vandslag, når pumpen er stoppet. Det installeres generelt i nærheden af vandpumpens udløbsrør. Det bruger selve rørets tryk som kraft til at udføre automatisk lavtryksfunktion, dvs. når trykket i røret er lavere end den indstillede beskyttelsesværdi, åbner afløbet automatisk og udleder vand. Trykaflastning for at afbalancere trykket i lokale rørledninger og forhindre vandslags påvirkning på udstyr og rørledninger. Generelt kan eliminatorer opdeles i to typer: mekaniske og hydrauliske.
3) Installer en langsomt lukkende kontraventil på udløbsrøret fra den store vandpumpe
Den kan effektivt eliminere vandslag, når pumpen er stoppet, men fordi der er en vis mængde vandtilbagestrømning, når ventilen aktiveres, skal sugebrønden have et overløbsrør. Der findes to typer langsomt lukkende kontraventiler: hammertypen og energilagringstypen. Denne type ventil kan justere ventilens lukketid inden for et bestemt område efter behov. Generelt lukkes 70% til 80% af ventilen inden for 3 til 7 sekunder efter strømsvigt, og lukketiden for de resterende 20% til 30% justeres efter vandpumpens og rørledningens forhold, generelt i området 10 til 30 sekunder. Det er værd at bemærke, at den langsomt lukkende kontraventil er meget effektiv, når der er en forhøjning i rørledningen, for at bygge bro over vandslag.
(4) Opsæt et envejs overspændingstårn
Den er bygget i nærheden af pumpestationen eller på et passende sted i rørledningen, og højden på envejs-bølgetårnet er lavere end rørledningens tryk der. Når trykket i rørledningen er lavere end vandstanden i tårnet, vil bølgetårnet forsyne rørledningen med vand for at forhindre brud på vandsøjlen og undgå vandslag. Dens trykaflastende effekt på andre vandslag end pumpestopvandslag, såsom ventillukningsvandslag, er dog begrænset. Derudover skal ydeevnen af envejsventilen, der anvendes i envejs-bølgetårnet, være absolut pålidelig. Når ventilen svigter, kan det føre til større ulykker.
(5) Opsæt et bypass-rør (ventil) i pumpestationen
Når pumpesystemet kører normalt, er kontraventilen lukket, fordi vandtrykket på pumpens trykvandside er højere end vandtrykket på sugesiden. Når strømsvigt pludselig stopper pumpen, falder trykket ved pumpestationens udløb kraftigt, mens trykket på sugesiden stiger kraftigt. Under denne differenstryk er det forbigående højtryksvand i vandsugehovedrøret det forbigående lavtryksvand, der skubber kontraventilpladen væk og strømmer til trykvandshovedrøret og øger lavtryksvandet der; på den anden side reduceres vandpumpens vandslagsboost på sugesiden også. På denne måde kontrolleres stigningen og faldet af vandslag på begge sider af pumpestationen, hvorved vandslagsfarer effektivt reduceres og forhindres.
(6) Indstil flertrins-kontraventil
I den længere vandledning skal du tilføje en eller flere kontraventiler, opdele vandledningen i flere sektioner, og installere en kontraventil på hver sektion. Når vandet i vandrøret strømmer tilbage under vandhammerprocessen, lukkes kontraventilerne efter hinanden for at opdele tilbageskylningsstrømmen i flere sektioner. Da det hydrostatiske tryk i hver sektion af vandrøret (eller tilbageskylningsstrømningssektionen) er ret lille, reduceres vandstrømmen. Hammer Boost. Denne beskyttelsesforanstaltning kan effektivt anvendes i situationer, hvor den geometriske højdeforskel i vandforsyningen er stor; men den kan ikke eliminere muligheden for vandsøjleadskillelse. Dens største ulempe er: vandpumpens strømforbrug stiger under normal drift, og omkostningerne til vandforsyning stiger.
(7) Automatiske udsugnings- og lufttilførselsanordninger er installeret på rørledningens højeste punkt for at reducere virkningen af vandslag på rørledningen.
Opslagstidspunkt: 23. november 2022