Mikä on vesivasara?
Vesivasara syntyy, kun sähköt katkeavat äkillisesti tai venttiili sulkeutuu liian nopeasti. Painevirtauksen inertian vuoksi syntyy iskuaalto, aivan kuten vasaraniskussa, joten sitä kutsutaan vesivasaraksi. Veden virtauksen edestakaisten iskuaaltojen aiheuttama voima, joka voi olla joskus niin suuri, voi vahingoittaa venttiilejä ja pumppuja.
Kun avoin venttiili suljetaan äkillisesti, vesi virtaa venttiiliä ja putken seinämää vasten, jolloin syntyy paine. Putken sileän seinämän ansiosta seuraava veden virtaus saavuttaa nopeasti maksiminsa inertian vaikutuksesta ja aiheuttaa vaurioita. Tätä kutsutaan virtausmekaniikassa "vesivasaraefektiksi" eli positiiviseksi vesivasaraksi. Tämä tekijä tulisi ottaa huomioon vesijohtojen rakentamisessa.
Päinvastoin, kun suljettu venttiili avataan äkillisesti, se aiheuttaa myös vesivasaran, jota kutsutaan negatiiviseksi vesivasaraksi. Silläkin on tiettyä tuhovoimaa, mutta se ei ole yhtä suuri kuin edellisellä. Kun sähköinen vesipumppuyksikkö menettää äkillisesti virtansa tai käynnistyy, se aiheuttaa myös paineiskun ja vesivasaravaikutuksen. Tämän paineen iskuaalto etenee putkistoa pitkin, mikä voi helposti johtaa putkiston paikalliseen ylipaineeseen, mikä johtaa putkiston repeämiseen ja laitteiden vaurioitumiseen. Siksi vesivasaravaikutuksen suojauksesta on tullut yksi keskeisistä teknologioista vesihuoltotekniikassa.
Vesivasaran edellytykset
1. Venttiili avautuu tai sulkeutuu äkillisesti;
2. Vesipumppuyksikkö pysähtyy tai käynnistyy äkillisesti;
3. Yhden putken vedenjakelu korkeille paikoille (vesihuollon maaston korkeusero ylittää 20 metriä);
4. Pumpun kokonaispää (tai käyttöpaine) on suuri;
5. Veden nopeus vesiputkessa on liian suuri;
6. Vesijohto on liian pitkä ja maasto vaihtelee suuresti.
Vesivasaran vaarat
Vesivasaran aiheuttama paineennousu voi olla moninkertainen tai jopa kymmenkertainen putkiston normaaliin käyttöpaineeseen verrattuna. Tällaiset suuret paineenvaihtelut aiheuttavat vahinkoa putkistolle pääasiassa seuraavasti:
1. Aiheuttaa putkilinjan voimakasta tärinää ja putkilinjan liitoksen irtoamisen;
2. Venttiili on vaurioitunut ja vakava paine on liian korkea aiheuttamaan putken puhkeamisen, ja vesijohtoverkon paine laskee;
3. Päinvastoin, jos paine on liian alhainen, putki romahtaa ja venttiili ja kiinnitysosat vaurioituvat;
4. Aiheuttaa vesipumpun peruutuksen, vahingoittaa pumppuhuoneen laitteita tai putkistoja, aiheuttaa vakavan uppoamisen pumppuhuoneeseen, aiheuttaa henkilövahinkoja ja muita vakavia onnettomuuksia sekä vaikuttaa tuotantoon ja elämään.
Suojatoimenpiteet vesivasaran poistamiseksi tai lieventämiseksi
Vesivasaroita vastaan on monia suojatoimenpiteitä, mutta erilaisia toimenpiteitä on toteutettava vesivasaran mahdollisten syiden mukaan.
1. Vesijohdon virtausnopeuden pienentäminen voi pienentää vesivasaran painetta jossain määrin, mutta se lisää vesijohdon halkaisijaa ja lisää projektiinvestointia. Vesijohtoja asennettaessa on otettava huomioon kohoumien tai jyrkkien kaltevuuden muutosten välttäminen. Vesivasaran suuruus pumpun pysäytyksen yhteydessä liittyy pääasiassa pumppuhuoneen geometriseen nostokorkeuteen. Mitä suurempi geometrinen nostokorkeus, sitä suurempi vesivasara pumpun pysäytyksen yhteydessä. Siksi kohtuullinen pumpun nostokorkeus on valittava paikallisten olosuhteiden mukaan. Onnettomuuden sattuessa pumpun pysäyttämisen jälkeen on odotettava, kunnes putkisto takaiskuventtiilin takana on täyttynyt vedellä, ennen pumpun käynnistämistä. Älä avaa vesipumpun poistoventtiiliä kokonaan pumppua käynnistettäessä, muuten vesi iskee voimakkaasti. Useimmat monien pumppaamojen suuret vesivasaraonnettomuudet tapahtuvat tällaisissa olosuhteissa.
2. Asenna vesivasaran poistolaite
(1) Käyttämällä vakiopaineen säätötekniikkaa:
Koska vesijohtoverkoston paine muuttuu jatkuvasti käyttöolosuhteiden muuttuessa, järjestelmän käytön aikana esiintyy usein ali- tai ylipainetta, mikä on altis vesivasaroille ja voi vahingoittaa putkia ja laitteita. Automaattinen ohjausjärjestelmä ohjaa putkiston painetta. Se havaitsee ja ohjaa takaisinkytkentää, säätää vesipumpun käynnistystä, pysäytystä ja nopeutta, ohjaa virtausta ja pitää paineen tietyllä tasolla. Mikrotietokoneella voidaan säätää pumpun vesipainetta, jotta vedenpaine pysyy vakiona ja vältetään liialliset paineenvaihtelut. Tämä vähentää iskujen mahdollisuutta.
(2) Asenna vesivasaran poistolaite
Tämä laite estää pääasiassa vesivasaran esiintymisen pumpun pysähtyessä. Se asennetaan yleensä vesipumpun ulostuloputken lähelle. Se käyttää putken omaa painetta voimana matalapaineisen automaattisen toiminnan toteuttamiseen, eli kun putken paine on asetettua suojausarvoa alhaisempi, tyhjennys avautuu automaattisesti ja poistaa veden. Paineenalennus tasapainottaa paikallisten putkistojen painetta ja estää vesivasaran vaikutuksen laitteisiin ja putkistoihin. Yleensä erottimen voidaan jakaa kahteen tyyppiin: mekaanisiin ja hydraulisiin. Nollaustoiminto.
3) Asenna hitaasti sulkeutuva takaiskuventtiili suuren kaliiperin vesipumpun ulostuloputkeen.
Se voi tehokkaasti poistaa vesivasaran pumpun pysäytyksen yhteydessä, mutta koska venttiilin aktivoituessa on tietty määrä veden takaisinvirtausta, imukaivossa on oltava ylivuotoputki. Hitaasti sulkeutuvia takaiskuventtiilejä on kahdenlaisia: vasaratyyppisiä ja energian varastointityyppisiä. Tämän tyyppinen venttiili voi säätää venttiilin sulkeutumisaikaa tietyssä rajoissa tarpeen mukaan. Yleensä 70–80 % venttiilistä sulkeutuu 3–7 sekunnin kuluessa sähkökatkoksen jälkeen, ja lopun 20–30 %:n sulkeutumisaikaa säädetään vesipumpun ja putkiston olosuhteiden mukaan, yleensä 10–30 sekunnin välillä. On syytä huomata, että hitaasti sulkeutuva takaiskuventtiili on erittäin tehokas kuromaan umpeen vesivasaraa, kun putkistossa on kohouma.
(4) Asenna yksisuuntainen aaltotorni
Se rakennetaan pumppaamon lähelle tai putkilinjan sopivaan kohtaan, ja yksisuuntaisen paineenlaskutornin korkeus on alempi kuin siellä vallitseva putkiston paine. Kun putkilinjan paine on alempi kuin tornin vedenpinta, paineenlaskutorni syöttää vettä putkistoon estäen vesipatsaan rikkoutumisen ja välttäen vesivasaran. Sen painetta alentava vaikutus muihin vesivasaroihin kuin pumpun pysäyttäviin vesivasaroihin, kuten venttiilin sulkeutumiseen, on kuitenkin rajallinen. Lisäksi yksisuuntaisessa paineenlaskutornissa käytettävän yksisuuntaisen venttiilin suorituskyvyn on oltava ehdottoman luotettava. Venttiilin pettäminen voi johtaa vakaviin onnettomuuksiin.
(5) Asenna ohitusputki (venttiili) pumppaamoon
Kun pumppujärjestelmä toimii normaalisti, takaiskuventtiili on kiinni, koska pumpun painepuolen vedenpaine on korkeampi kuin imupuolen vedenpaine. Kun sähkökatkos pysäyttää pumpun äkillisesti, paine pumppaamon ulostulossa laskee jyrkästi ja imupuolen paine nousee jyrkästi. Tämän paine-eron vaikutuksesta ohimenevä korkeapaineinen vesi imuputkessa on ohimenevä matalapaineinen vesi, joka työntää takaiskuventtiilin levyä poispäin ja virtaa painepuolen vedenpaineeseen nostaen siellä vallitsevaa matalaa vedenpainetta. Toisaalta vesipumpun imupuolen vesiiskun lisäys pienenee myös. Tällä tavoin vesiiskun nousua ja laskua pumppaamon molemmilla puolilla hallitaan, mikä tehokkaasti vähentää ja estää vesiiskujen vaaran.
(6) Aseta monivaiheinen takaiskuventtiili
Pidempään vesijohtoon lisätään yksi tai useampi takaiskuventtiili, jaetaan vesijohto useisiin osiin ja asetetaan takaiskuventtiili jokaiseen osioon. Kun vesi putkessa virtaa takaisin paineiskun aikana, takaiskuventtiilit suljetaan peräkkäin, jolloin vastavirtaus jakautuu useisiin osiin. Koska hydrostaattinen paine vesijohdon jokaisessa osassa (tai vastavirtausosassa) on melko pieni, veden virtaus pienenee. Vasaran tehostus. Tätä suojatoimenpidettä voidaan käyttää tehokkaasti tilanteissa, joissa geometrinen vedenjakelun korkeusero on suuri, mutta se ei voi poistaa vesipatsaan erottumisen mahdollisuutta. Sen suurin haittapuoli on: vesipumpun tehonkulutus kasvaa normaalin käytön aikana ja vedenjakelun kustannukset nousevat.
(7) Putkilinjan korkeimpaan kohtaan on asennettu automaattiset poisto- ja ilmansyöttölaitteet vesivasaran vaikutuksen vähentämiseksi putkilinjaan.
Julkaisun aika: 23.11.2022