Шта је феномен воденог чекића?
Водени чекић настаје када, услед изненадног нестанка струје или брзог затварања вентила, инерција воденог тока генерише ударни талас, сличан удару чекића, отуда и термин „водени чекић“.
У пумпним станицама, водени чекић се може категорисати на водени чекић за покретање, водени чекић за затварање вентила и водени чекић за затварање пумпе (који настаје услед изненадних нестанка струје или сличних узрока). Прва два типа водених чекића, под нормалним радним процедурама, не представљају значајан ризик по безбедност опреме. Међутим, притисак изазван воденим чекићем у случају искључења пумпе је често веома висок и може довести до несрећа.
Шта је феномен воденог чекића при гашењу пумпе?
Такозвани „водени чекић при гашењу пумпе“ се односи на феномен хидрауличког удара узрокован наглом променом брзине протока у пумпи и потисном цевоводу када је вентил затворен током нестанка струје или из других разлога, што доводи до флуктуација притиска. На пример, кварови у електроенергетском систему или електричној опреми, или повремени кварови на пумпној јединици, могу довести до затварања вентила центрифугалне пумпе, изазивајући водени чекић за гашење пумпе.
Врхунски притисак воденог чекића за гашење пумпе може да достигне 200% нормалног радног притиска, или чак и већи, што може изазвати оштећење цевовода и опреме. Уобичајене несреће доводе до „цурења воде“ или прекида водоснабдевања, док тешке незгоде могу изазвати поплаве у пумпној станици, оштећење опреме, уништење објекта, па чак и телесне повреде или смртне случајеве.
Како ублажити штету узроковану воденим чекићем?
Водени чекић је чест проблем у системима за дистрибуцију воде и постоје различите заштитне мере које су доступне за ублажавање његових ефеката. Међутим, ове мере морају бити прилагођене специфичним узроцима воденог удара. Испод су неке најчешће коришћене методе:
Смањење брзине протока у цевоводу:
Смањење протока у цевоводу може донекле смањити притисак воденог удара. Међутим, ово може захтевати повећање пречника цеви, што повећава трошкове пројекта. Приликом полагања цевовода, неопходно је избегавати ситуације у којима долази до наглих промена нагиба или формирања избочина (високих тачака) на линији.
Поред тога, смањење дужине цевовода може помоћи, пошто дужи цевоводи генерално доводе до већег воденог удара током гашења пумпе. Један приступ је да се једна пумпна станица подели на две и користи усисни бунар за повезивање две станице.
Величина воденог удара током гашења пумпе је углавном повезана са геометријском главом пумпне станице. Што је већа геометријска глава, већи је потенцијал за водени чекић. Због тога је важно одабрати одговарајућу главу пумпе на основу локалних услова.
Након искључивања пумпе, систем би требало да сачека да се цев низводно од неповратног вентила напуни водом пре него што поново покрене пумпу. Током покретања пумпе, кључно је не отварати излазни вентил пумпе до краја, јер то може изазвати значајан водени удар. Многи велики инциденти са воденим чекићем на пумпним станицама се дешавају у овим условима.
Инсталирање уређаја за ублажавање водених удара:
(1) Усвајање технологије контроле константног притиска:
ПЛЦ (програмабилни логички контролер) аутоматизовани контролни систем се може користити за подешавање брзине пумпи кроз контролу променљиве фреквенције. Како притисак у водоводној мрежи варира са променљивим условима рада, чести су скокови или падови притиска, што доводи до ризика од воденог удара и оштећења цеви и опреме. Праћењем притиска и контролом рада пумпи – укључивањем или искључивањем, или подешавањем њихове брзине – систем одржава константан притисак. Ово помаже у спречавању великих флуктуација притиска и смањује вероватноћу воденог удара.
(2) Инсталирање одводника водених чекића:
Ови уређаји првенствено спречавају ударе воде изазване искључењем пумпе и обично се инсталирају близу излаза пумпе. Они користе притисак унутар цевовода да активирају вентил за смањење притиска када притисак падне испод постављеног прага, омогућавајући да се вода испусти како би се смањио притисак. Ово помаже у балансирању локалних притисака у цевоводима и спречавању оштећења услед воденог удара. Одводники водених чекића су углавном доступни у механичким и хидрауличним типовима. Механички одводники захтевају ручно ресетовање након активирања, док се хидраулични ресетују аутоматски.
(3) Инсталирање неповратних вентила са спором затварањем на цеви великог пречника:
Неповратни вентили који се споро затварају могу ефикасно ублажити водене ударце узроковане искључењем пумпе. Међутим, пошто деловање вентила омогућава да вода тече назад, потребна му је преливна цев у усисном бунара. Неповратни вентили са спором затварањем долазе у два типа: типови засновани на тежини и типови за складиштење енергије. Ови вентили се могу подесити да се затворе у одређеном временском оквиру. Типично, вентил се затвара 70%-80% у року од 3 до 7 секунди након нестанка струје, док преосталих 20%-30% затварања траје 10 до 30 секунди, у зависности од пумпе и услова цевовода. Важно је напоменути да када постоје високе тачке (избочине) у цевоводу, може доћи до воденог удара узрокованог одвајањем стуба, у ком случају је неповратни вентил који се споро затвара мање ефикасан.
(4) Инсталирање једносмерног торња за регулацију притиска:
Једносмерни торањ за регулацију притиска може се изградити у близини пумпне станице или на одговарајућем месту у цевоводу. Ниво воде у торњу треба да буде нижи од притиска цевовода у тој тачки. Када притисак у цевоводу падне испод нивоа воде у торњу, вода се допуњује из торња у цевовод како би се спречило одвајање воденог стуба и избегао водени удар. Међутим, ова мера није веома ефикасна за спречавање воденог удара изазваног затварањем вентила. Поред тога, једносмерни вентил који се користи у торњу мора бити поуздан, јер квар може довести до значајног воденог удара.
(5) Инсталирање обилазних цеви (вентила) у пумпним станицама:
У нормалним условима, притисак на потисној страни пумпе је већи него на усисној страни, што доводи до затварања неповратног вентила. Када дође до изненадног нестанка струје, притисак на потисној страни пумпе нагло опада, док се притисак на усисној страни драматично повећава. Разлика притиска приморава пролазну воду под високим притиском у усисном цевоводу да отвори неповратни вентил, шаљући воду на испусну страну ниског притиска. Овај процес помаже у изједначавању притиска на обе стране пумпе, смањујући вероватноћу воденог удара.
(6) Инсталирање више неповратних вентила:
За дугачке цевоводе, инсталирање више неповратних вентила може поделити цевовод на секције. Сваки део би имао свој неповратни вентил. У случају воденог удара, проток воде се дели на мање делове како се сваки неповратни вентил затвара у низу. Мања глава притиска у свакој секцији смањује јачину воденог удара. Ова метода је посебно корисна за системе са великом вертикалном разликом главе. Међутим, не може елиминисати ризик од одвајања воденог стуба. Главни недостатак је што током нормалног рада повећава потрошњу енергије пумпе и оперативне трошкове.
Применом ових стратегија могуће је ефикасно смањити утицај воденог удара на систем водоснабдевања, обезбеђујући и безбедност и ефикасност у раду.
Ако сте заинтересовани за овај чланак или имате било каква питања у вези са њим, слободно ме контактирајте у било које време~~~
ВхатсАпп: +86 18159365159
Емаил:вицтор@гнтвалве.цом