Vad är vattenhammare?
Vattenslag är när det plötsligt uppstår ett strömavbrott eller när ventilen stängs för snabbt. På grund av trögheten i vattenflödet genereras en stötvåg, precis som en hammare, vilket kallas vattenslag. Kraften som genereras av vattenflödets fram- och tillbakagående stötvågor, ibland så stor, kan skada ventiler och pumpar.
När en öppen ventil plötsligt stängs, strömmar vattnet mot ventilen och rörväggen, vilket skapar ett tryck. På grund av rörets släta vägg når det efterföljande vattenflödet snabbt sitt maximum under tröghetsinverkan och orsakar skador. Detta är "vattenhammareffekten" inom fluidmekanik, det vill säga positiv vattenhammare. Denna faktor bör beaktas vid konstruktionen av vattenförsörjningsledningar.
Tvärtom, efter att den stängda ventilen öppnats plötsligt, kommer den också att producera vattenhammare, vilket kallas negativ vattenhammare. Den har också en viss destruktiv kraft, men den är inte lika stor som den förra. När den elektriska vattenpumpen plötsligt förlorar ström eller startar, kommer det också att orsaka tryckstötar och vattenhammareffekter. Chockvågen från detta tryck sprider sig längs rörledningen, vilket lätt kan leda till lokalt övertryck i rörledningen, vilket resulterar i rörledningsbrott och skador på utrustning. Därför har skydd mot vattenhammareffekter blivit en av nyckelteknikerna inom vattenförsörjningsteknik.
Villkor för vattenslag
1. Ventilen öppnas eller stängs plötsligt;
2. Vattenpumpenheten stannar eller startar plötsligt;
3. Vattenförsörjning med ett rör till höga platser (höjdskillnaden i vattenförsörjningsområdet överstiger 20 meter);
4. Pumpens totala tryck (eller arbetstryck) är stort;
5. Vattenhastigheten i vattenledningen är för hög;
6. Vattenledningen är för lång och terrängen förändras kraftigt.
Farorna med vattenhammare
Tryckökningen orsakad av vattenslag kan bli flera gånger eller till och med dussintals gånger rörledningens normala arbetstryck. Sådana stora tryckfluktuationer orsakar skador på rörledningssystemet huvudsakligen enligt följande:
1. Orsakar stark vibration i rörledningen och lossnar från rörledningens skarv;
2. Ventilen är skadad, och det allvarliga trycket är för högt för att orsaka att röret spricker, och trycket i vattenförsörjningsnätet minskar;
3. Om trycket däremot är för lågt kommer röret att kollapsa och ventilen och fästdelarna kommer att skadas;
4. Orsaka att vattenpumpen reverserar, skadar utrustningen eller rörledningarna i pumprummet, orsakar allvarliga översvämningar i pumprummet, orsakar personskador och andra allvarliga olyckor, och påverkar produktion och livslängd.
Skyddsåtgärder för att eliminera eller mildra vattenslag
Det finns många skyddsåtgärder mot vattenhammare, men olika åtgärder måste vidtas beroende på de möjliga orsakerna till vattenhammare.
1. Att minska vattenledningens flödeshastighet kan minska vattenslagstrycket i viss mån, men det kommer att öka vattenledningens diameter och öka projektinvesteringen. Vid utläggning av vattenledningar bör man beakta att undvika gupp eller drastiska förändringar i lutningen. Storleken på vattenslagstrycket när pumpen är stoppad är huvudsakligen relaterad till pumprummets geometriska tryckhöjd. Ju högre det geometriska trycket är, desto större blir vattenslagstrycket när pumpen är stoppad. Därför bör ett rimligt pumptryck väljas enligt de faktiska lokala förhållandena. Efter att pumpen har stoppats vid en olycka, vänta tills rörledningen bakom backventilen är fylld med vatten innan pumpen startas. Öppna inte vattenpumpens utloppsventil helt när pumpen startas, annars blir det en stor vattenpåverkan. De flesta större vattenslagsolyckor i många pumpstationer inträffar under sådana omständigheter.
2. Installera en anordning för eliminering av vattenslag
(1) Med hjälp av konstanttryckskontrollteknik:
Eftersom trycket i vattenförsörjningsrörsnätet ständigt förändras med förändrade arbetsförhållanden, uppstår ofta lågt tryck eller övertryck under systemets drift, vilket är benäget för vattenslag, vilket leder till skador på rör och utrustning. Det automatiska styrsystemet används för att kontrollera trycket i rörnätet. Detektering, återkopplingskontroll av start, stopp och hastighetsjustering av vattenpumpen, styr flödet och bibehåller sedan trycket på en viss nivå. Pumpens vattenförsörjningstryck kan ställas in genom att styra mikrodatorn för att upprätthålla konstant vattentryck och undvika alltför stora tryckfluktuationer. Risken för vattenslag minskar.
(2) Montera vattenslagsavskiljaren
Denna utrustning förhindrar huvudsakligen vattenslag när pumpen är stoppad. Den installeras vanligtvis nära vattenpumpens utloppsrör. Den använder trycket i själva röret som kraft för att åstadkomma automatisk lågtrycksåtgärd, det vill säga när trycket i röret är lägre än det inställda skyddsvärdet öppnas avloppet automatiskt och släpper ut vatten. Tryckavlastning för att balansera trycket i lokala rörledningar och förhindra att vattenslag påverkar utrustning och rörledningar. Generellt kan eliminatorer delas in i två typer: mekaniska och hydrauliska.
3) Montera en långsamt stängande backventil på utloppsröret till den stora vattenpumpen
Den kan effektivt eliminera vattenslag när pumpen stoppas, men eftersom det finns en viss mängd vattenåterflöde när ventilen aktiveras måste sugbrunnen ha ett överloppsrör. Det finns två typer av långsamt stängande backventiler: hammartyp och energilagringstyp. Denna typ av ventil kan justera ventilens stängningstid inom ett visst intervall efter behov. Generellt sett stängs 70 % till 80 % av ventilen inom 3 till 7 sekunder efter strömavbrott, och stängningstiden för de återstående 20 % till 30 % justeras efter vattenpumpens och rörledningens förhållanden, vanligtvis inom intervallet 10 till 30 sekunder. Det är värt att notera att den långsamt stängande backventilen är mycket effektiv när det finns en upphöjning i rörledningen för att överbrygga vattenslag.
(4) Installera ett envägs överspänningstorn
Den byggs nära pumpstationen eller på en lämplig plats i rörledningen, och höjden på envägsutjämningstornet är lägre än rörledningstrycket där. När trycket i rörledningen är lägre än vattennivån i tornet, kommer utjämningstornet att tillföra vatten till rörledningen för att förhindra att vattenpelaren bryts och undvika vattenslag. Dess tryckavlastande effekt på andra vattenslag än pumpstopp, såsom ventilstängningsvattenslag, är dock begränsad. Dessutom måste prestandan hos envägsventilen som används i envägsutjämningstornet vara absolut tillförlitlig. Om ventilen slutar fungera kan det leda till allvarliga olyckor.
(5) Installera ett bypassrör (ventil) i pumpstationen
När pumpsystemet går normalt är backventilen stängd eftersom vattentrycket på pumpens tryckvattensida är högre än vattentrycket på sugsidan. När strömavbrott plötsligt stoppar pumpen sjunker trycket vid pumpstationens utlopp kraftigt, medan trycket på sugsidan ökar kraftigt. Under denna differenstrycksnivå trycker det tillfälliga högtrycksvattnet i vattensugröret bort backventilens platta och flödar till tryckvattenröret, vilket ökar det låga vattentrycket där. Å andra sidan minskar även vattenpumpens vattenslagsförstärkning på sugsidan. På så sätt kontrolleras vattenslagsförstärkningen på båda sidor av pumpstationen, vilket effektivt minskar och förhindrar risken för vattenslag.
(6) Ställ in flerstegsbackventilen
I den längre vattenledningen, lägg till en eller flera backventiler, dela upp vattenledningen i flera sektioner och placera en backventil på varje sektion. När vattnet i vattenledningen flödar tillbaka under vattenhammarprocessen stängs backventilerna en efter en för att dela upp spolflödet i flera sektioner. Eftersom den hydrostatiska tryckhöjden i varje sektion av vattenledningen (eller spolflödessektionen) är ganska liten, minskas vattenflödet. Hammer Boost. Denna skyddsåtgärd kan effektivt användas i situationer där den geometriska höjdskillnaden i vattenförsörjningen är stor; men den kan inte eliminera risken för vattenpelarseparation. Dess största nackdel är: vattenpumpens strömförbrukning ökar under normal drift, och kostnaden för vattenförsörjningen ökar.
(7) Automatiska avgas- och lufttillförselanordningar är installerade vid rörledningens högsta punkt för att minska vattenslagspåverkan på rörledningen.
Publiceringstid: 23 november 2022