Как минимизировать вред от гидроудара?

Гидравлический удар является распространенной проблемой в системах водоснабжения, и существуют различные защитные меры для смягчения его последствий. Однако эти меры должны быть адаптированы к конкретным причинам гидроудара. Ниже приведены некоторые часто используемые методы:

Снижение скорости потока в трубопроводе позволяет в некоторой степени снизить давление гидроудара. Однако для этого может потребоваться увеличение диаметра трубы, что увеличивает стоимость проекта. При прокладке трубопровода важно избегать ситуаций, когда происходят резкие изменения уклона или образование горбов (высоких точек) на трассе.

Кроме того, может помочь уменьшение длины трубопровода, поскольку более длинные трубопроводы обычно приводят к более сильному гидравлическому удару во время остановки насосов. Один из подходов состоит в том, чтобы разделить одну насосную станцию ​​на две и использовать всасывающую скважину для соединения двух станций.

Величина гидроудара при остановке насоса в основном связана с геометрическим напором насосной станции. Чем выше геометрический напор, тем выше вероятность гидравлического удара. Поэтому важно выбрать подходящую головку насоса с учетом местных условий.

После остановки насоса система должна дождаться заполнения трубы после обратного клапана водой, прежде чем перезапустить насос. Во время запуска насоса крайне важно не открывать выпускной клапан насоса полностью, так как это может вызвать значительный гидроудар. В таких условиях происходит множество крупных инцидентов с гидроударами на насосных станциях.

(1) Применение технологии контроля постоянного давления:

Автоматизированную систему управления ПЛК (программируемый логический контроллер) можно использовать для регулировки скорости насосов посредством регулирования частоты. Поскольку давление в водопроводной сети колеблется в зависимости от изменяющихся условий эксплуатации, обычным явлением являются скачки или падения давления, что приводит к риску гидравлического удара и повреждения труб и оборудования. Контролируя давление и контролируя работу насосов — включая и выключая их или регулируя скорость — система поддерживает постоянное давление. Это помогает предотвратить большие колебания давления и снижает вероятность гидравлического удара.

(2) Установка гидрозащитных устройств:

Эти устройства в первую очередь предотвращают гидравлический удар, вызванный остановкой насоса, и обычно устанавливаются рядом с выходом насоса. Они используют давление внутри трубопровода для активации предохранительного клапана, когда давление падает ниже установленного порога, позволяя сливать воду для сброса давления. Это помогает сбалансировать локальное давление в трубопроводе и предотвратить повреждение от гидравлического удара. Ограничители гидроудара обычно бывают механическими и гидравлическими. Механические разрядники требуют ручного сброса после активации, тогда как гидравлические сбрасываются автоматически.

(3) Установка медленно закрывающихся обратных клапанов на трубах большого диаметра:

Медленно закрывающиеся обратные клапаны могут эффективно смягчить гидравлический удар, вызванный остановкой насоса. Однако, поскольку действие клапана позволяет небольшому количеству воды течь обратно, во всасывающем колодце требуется переливная труба. Медленно закрывающиеся обратные клапаны бывают двух типов: весовые и энергосберегающие. Эти клапаны можно настроить на закрытие в течение определенного периода времени. Обычно клапан закрывается на 70–80 % в течение 3–7 секунд после сбоя питания, а закрытие остальных 20–30 % занимает от 10 до 30 секунд, в зависимости от состояния насоса и трубопровода. Важно отметить, что при наличии в трубопроводе высоких точек (горбов) может возникнуть гидроудар, вызванный отрывом колонны, и в этом случае медленнозакрывающийся обратный клапан менее эффективен.

(4) Установка односторонней башни регулирования давления:

Башня одностороннего регулирования давления может быть построена рядом с насосной станцией или в подходящем месте трубопровода. Уровень воды в башне должен быть ниже давления в трубопроводе в этой точке. Когда давление в трубопроводе падает ниже уровня воды в башне, вода подается из башни в трубопровод, чтобы предотвратить отделение столба воды и избежать гидравлического удара. Однако эта мера не очень эффективна для предотвращения гидроударов, вызванных закрытием клапанов. Кроме того, односторонний клапан, используемый в башне, должен быть надежным, поскольку выход из строя может привести к значительному гидравлическому удару.

(5) Установка байпасных труб (клапанов) на насосных станциях:

В нормальных условиях давление на стороне нагнетания насоса выше, чем на стороне всасывания, что приводит к закрытию обратного клапана. При внезапном отключении электроэнергии давление на стороне нагнетания насоса резко падает, а давление на стороне всасывания резко возрастает. Разница давлений вынуждает воду под высоким давлением во всасывающем трубопроводе открыть обратный клапан, направляя воду на сторону нагнетания низкого давления. Этот процесс помогает выровнять давление по обе стороны насоса, снижая вероятность гидравлического удара.

(6) Установка нескольких обратных клапанов:

Для длинных трубопроводов установка нескольких обратных клапанов может разделить трубопровод на секции. Каждая секция будет иметь свой обратный клапан. В случае гидравлического удара поток воды разделяется на более мелкие секции, поскольку каждый обратный клапан последовательно закрывается. Меньший напор в каждой секции снижает величину гидроудара. Этот метод особенно полезен для систем с большим перепадом вертикального напора. Однако это не может устранить риск отрыва столба воды. Основным недостатком является то, что при нормальной работе увеличивается потребление энергии насосом и эксплуатационные расходы.

Реализуя эти стратегии, можно эффективно снизить воздействие гидроудара на систему водоснабжения, обеспечив как безопасность, так и эффективность в эксплуатации.

Если вас заинтересовала эта статья или у вас есть вопросы по ней, свяжитесь со мной в любое время~~~

WhatsApp: +86 18159365159

Электронная почта: victor@gntvalve.com