Что такое гидроудар?
Гидравлический удар возникает при внезапном отключении питания или при слишком быстром закрытии клапана, из-за инерции потока напорной воды создается ударная волна потока, точно так же, как и при ударе, так называемый гидравлический удар.Возвратно-поступательная сила ударной волны воды, иногда большая, может привести к поломке клапанов и насосов.
Когда открытый клапан внезапно закрывается, поток воды оказывает давление на клапан и стенку трубы.Благодаря гладкой стенке трубы последующий поток воды под действием инерции быстро достигает максимума и производит разрушительный эффект, который в гидромеханике называется «эффектом гидроудара», то есть положительным гидроударом.Этот фактор следует учитывать при строительстве водопроводных сетей.
И наоборот, закрытый клапан, который внезапно открывается, также вызывает гидравлический удар, называемый отрицательным гидравлическим ударом, который также обладает некоторой разрушительной силой, но не такой сильной, как первый.Блок электронасоса также вызовет воздействие давления и эффект гидравлического удара при внезапном отключении или включении питания.Ударная волна такого давления распространяется по трубопроводу, что легко приводит к локальному избыточному давлению трубопровода и вызывает разрыв трубопровода и повреждение оборудования.Поэтому защита от гидроударов становится одной из ключевых технологий водоснабжения.
Условия гидроудара:
1. Клапан внезапно открывается или закрывается;
2. Насосный агрегат внезапно останавливается или запускается;
3. Однотрубный паводок (водопровод с перепадом высот местности более 20 метров);
4. Общий напор насоса (или рабочее давление) большой;
5. Слишком большая скорость потока воды в водопроводе;
6. Водопровод слишком длинный, и местность сильно меняется.
Вред эффекта гидроудара:
Повышение давления, вызванное гидравлическим ударом, может в несколько раз и даже в десятки раз превышать нормальное рабочее давление трубопровода. Основным вредом такого большого колебания давления для трубопроводной системы является:
1. Вызовите сильную вибрацию трубопровода, соединение трубы отсоединено;
2. Повреждение клапана, серьезное давление слишком велико, чтобы вызвать разрыв трубопровода, давление в водопроводной сети снижено;
3. Наоборот, слишком низкое давление приведет к разрушению трубы, а также повредит клапан и арматуру;
4. Вызвать реверсирование насоса, повредить оборудование или трубопроводы насосного отделения, серьезно вызвать затопление насосного отделения, что приведет к человеческим жертвам и другим крупным авариям, влияющим на производство и жизнь.
Защитные мероприятия по устранению или смягчению гидроударов:
Существует много защитных мер против гидравлического удара, но в зависимости от возможных причин гидравлического удара следует принимать разные меры.
1. Уменьшение расхода водопроводного трубопровода может в определенной степени снизить давление гидравлического удара, но это увеличит диаметр водопроводного трубопровода и увеличит инвестиции в проект.Распределение линий электропередач следует учитывать, чтобы избежать появления горбов или резких изменений уклона.Размер гидравлического удара в основном связан с геометрическим напором насосного отделения.Чем выше геометрический напор, тем больше значение гидроудара.Таким образом, разумный напор насоса следует выбирать в соответствии с местной фактической ситуацией.После остановки насоса при аварии его следует запустить, когда трубопровод за обратным клапаном заполнен водой.Не открывайте полностью выпускной клапан насоса при запуске насоса, иначе это вызовет сильный удар воды.Многие крупные аварии с гидравлическим ударом на насосных станциях происходят при таких условиях.
2. Установить устройство для устранения гидравлического удара:
(1) Технология контроля постоянного давления:
Так как давление водопроводной сети постоянно меняется при изменении режима работы, в процессе работы системы часто возникает явление пониженного давления или избыточного давления, которое легко вызвать гидроударом, приводящим к разрушению трубопровода и оборудования. .Применяется система автоматического управления, определяющая давление в трубопроводной сети, управление с обратной связью пуском насоса, остановкой и регулированием скорости, управление потоком, а затем поддержание давления на определенном уровне. Давление подачи воды насоса можно установить с помощью управление микрокомпьютером для поддержания постоянного давления подачи воды, предотвращения чрезмерных колебаний давления и снижения вероятности гидравлического удара.
(2) Установите устранитель гидравлического удара.
Оборудование в основном предотвращает гидравлический удар от остановки насоса, который обычно устанавливается рядом с выходным трубопроводом насоса.Он использует давление самого трубопровода в качестве мощности для реализации автоматического действия низкого давления, то есть, когда давление в трубопроводе ниже установленного значения защиты, дренажное отверстие автоматически открывает выпуск воды и сброс давления, поэтому как сбалансировать давление местного трубопровода и предотвратить воздействие гидравлического удара на оборудование и трубопровод.Элиминатор обычно можно разделить на механические и гидравлические два вида, механическое действие элиминатора с ручным восстановлением, гидравлический элиминатор может автоматически сбрасываться.
(3) Установите медленно закрывающийся обратный клапан на выпускную трубу водяного насоса большого диаметра.
Он может эффективно устранить гидравлический удар, приводящий к остановке насоса, но, поскольку во время действия клапана возникает определенный обратный поток воды, всасывающий колодец должен иметь переливную трубу.Существует два типа медленно закрывающихся обратных клапанов: с тяжелым молотком и с накопителем энергии.Этот клапан может регулировать время закрытия клапана в пределах определенного диапазона по мере необходимости.Как правило, клапан закрывается на 70 % ~ 80 % в течение 3 ~ 7 с после отключения электроэнергии, а оставшиеся 20 % ~ 30 % времени закрытия регулируются в соответствии с состоянием насоса и трубопровода, как правило, в диапазоне 10 ~ 30 с.Стоит отметить, что при наличии горба на трубопроводе и мостовом гидроударе роль медленно закрывающегося обратного клапана очень эффективна.
(4) Установите одностороннюю башню регулирования давления
Сооружаемая рядом с насосной станцией или в соответствующем месте трубопровода, высота односторонней уравнительной башни ниже, чем давление в трубопроводе.Когда давление в трубопроводе ниже уровня воды в градирне, уравнительная градирня пополняет водой трубопровод, чтобы предотвратить разрушение столба воды и избежать гидравлического удара.Однако его эффект снижения давления при гидравлических ударах, отличных от гидравлических ударов, приводящих к остановке насоса, таких как гидравлические удары, связанные с закрытием клапана, ограничен.Кроме того, работа обратного клапана, используемого в односторонней башне регулирования давления, абсолютно надежна.Как только клапан выходит из строя, это может привести к большому происшествию.
(5) Установите перепускную трубу (клапан) на насосной станции.
Во время нормальной работы насосной системы обратный клапан закрыт, поскольку давление воды на водяной стороне насоса выше, чем давление воды на стороне всасывания.При внезапной остановке насоса после аварии давление на выходе из насосной станции резко падает, а давление на стороне всасывания резко возрастает.При этом перепаде давления переходная вода высокого давления в магистральной трубе водопоглощения представляет собой переходную воду низкого давления, которая толкает пластину обратного клапана в магистральную трубу напорной воды и увеличивает там низкое давление воды.С другой стороны, давление гидравлического удара на стороне всасывания насоса также уменьшается.Таким образом, подъем и падение гидравлического удара с обеих сторон насосной станции контролируются, что эффективно снижает и предотвращает вред гидравлического удара.
(6) Установите многоступенчатый обратный клапан
В длинном водопроводе добавляют один или несколько обратных клапанов, чтобы разделить водопровод на несколько участков, и на каждом участке устанавливают обратные клапаны.Когда вода в водопроводной трубе течет назад во время процесса гидравлического удара, каждый обратный клапан закрывается один за другим, чтобы разделить поток воды обратной промывки на несколько секций.Поскольку гидростатический напор в каждой водопроводной трубе (или секции потока воды обратной промывки) довольно мал, рост давления гидравлического удара снижается.Это защитное мероприятие можно эффективно использовать в случае большого перепада высот геометрического водопровода.Но возможность разделения водяного столба не может быть устранена.Его самый большой недостаток в том, что увеличивается потребляемая мощность насоса и увеличиваются затраты на водоснабжение при нормальной работе.
(7) Автоматическое устройство вытяжки и подачи воздуха устанавливается в верхней точке трубопровода, чтобы уменьшить влияние гидравлического удара на трубопровод.
Время публикации: 11 января 2023 г.