Kas ir ūdens āmurs?
Hidrauliskais āmurs rodas, ja pēkšņi pazūd strāvas padeve vai vārsts tiek pārāk ātri aizvērts. Ūdens plūsmas spiediena inerces dēļ rodas ūdens plūsmas triecienvilnis, līdzīgs āmura sitienam, tāpēc to sauc par hidraulisko āmuru. Ūdens plūsmas turp un atpakaļ triecienviļņu radītais spēks, kas dažreiz ir tik liels, var sabojāt vārstus un sūkņus.
Kad atvērts vārsts pēkšņi tiek aizvērts, ūdens plūst pret vārstu un caurules sienu, radot spiedienu. Caurules gludās sienas dēļ sekojošā ūdens plūsma inerces ietekmē ātri sasniedz maksimumu un rada bojājumus. To sauc par "hidrauliskā āmura efektu" šķidrumu mehānikā jeb pozitīvu hidraulisko āmuru. Šis faktors jāņem vērā ūdensapgādes cauruļvadu būvniecībā.
Gluži pretēji, pēc aizvērta vārsta pēkšņas atvēršanas rodas arī hidrauliskais āmurs, ko sauc par negatīvu hidraulisko āmuru. Tam arī piemīt zināma destruktīva jauda, taču tā nav tik liela kā pirmajam. Kad elektriskais ūdenssūknis pēkšņi zaudē jaudu vai ieslēdzas, rodas arī spiediena trieciens un hidrauliskā āmura efekts. Šī spiediena triecienvilnis izplatās pa cauruļvadu, kas var viegli izraisīt lokālu cauruļvada pārspiedienu, kā rezultātā cauruļvads var plīst un sabojāt iekārtas. Tāpēc aizsardzība pret hidraulisko āmuru ir kļuvusi par vienu no galvenajām tehnoloģijām ūdensapgādes inženierijā.
Hidrauliskā āmura apstākļi
1. Vārsts pēkšņi atveras vai aizveras;
2. Ūdens sūkņa bloks pēkšņi apstājas vai ieslēdzas;
3. Viencaurules ūdensapgāde uz augstām vietām (ūdensapgādes reljefa augstuma starpība pārsniedz 20 metrus);
4. Sūkņa kopējais spiediens (vai darba spiediens) ir liels;
5. Ūdens ātrums ūdensvadā ir pārāk liels;
6. Ūdensvada vads ir pārāk garš, un reljefs ievērojami mainās.
Hidrauliskā āmura briesmas
Hidrauliskā trieciena izraisītais spiediena pieaugums var sasniegt vairākas vai pat desmitiem reižu lielāku cauruļvada parasto darba spiedienu. Šādas lielas spiediena svārstības galvenokārt bojā cauruļvadu sistēmu šādi:
1. Izraisīt spēcīgu cauruļvada vibrāciju un cauruļvada savienojuma atvienošanos;
2. Vārsts ir bojāts, un nopietnais spiediens ir pārāk augsts, lai izraisītu caurules plīšanu, un ūdensapgādes tīkla spiediens ir samazināts;
3. Gluži pretēji, ja spiediens ir pārāk zems, caurule sabruks, un vārsts un stiprinājuma detaļas tiks bojātas;
4. Izraisīt ūdenssūkņa apgriezienus, sabojāt sūkņu telpas iekārtas vai cauruļvadus, nopietni izraisīt sūkņu telpas iegremdēšanu, izraisīt miesas bojājumus un citus smagus negadījumus, kā arī ietekmēt ražošanu un dzīvību.
Aizsardzības pasākumi, lai novērstu vai mazinātu hidraulisko triecienu
Ir daudz aizsardzības pasākumu pret hidraulisko triecienu, taču dažādi pasākumi jāveic atkarībā no iespējamiem hidrauliskā trieciena cēloņiem.
1. Ūdensvada plūsmas ātruma samazināšana var zināmā mērā samazināt hidrauliskā trieciena spiedienu, taču tas palielinās ūdensvada diametru un projekta investīcijas. Izveidojot ūdensvadus, jāņem vērā, lai izvairītos no izciļņiem vai krasām slīpuma izmaiņām. Hidrauliskā trieciena lielums, kad sūknis tiek apturēts, galvenokārt ir saistīts ar sūknēšanas telpas ģeometrisko spiedienu. Jo lielāks ģeometriskais spiediens, jo lielāks hidrauliskais trieciens, kad sūknis tiek apturēts. Tāpēc jāizvēlas atbilstošs sūkņa spiediens atbilstoši faktiskajiem vietējiem apstākļiem. Pēc sūkņa apturēšanas negadījuma gadījumā pirms sūkņa iedarbināšanas jāpagaida, līdz cauruļvads aiz pretvārsta ir piepildījies ar ūdeni. Ieslēdzot sūkni, pilnībā neatveriet ūdenssūkņa izplūdes vārstu, pretējā gadījumā radīsies liels ūdens trieciens. Lielākā daļa nopietnu hidraulisko triecienu negadījumu daudzās sūknēšanas stacijās notiek šādos apstākļos.
2. Uzstādiet hidrauliskā trieciena novēršanas ierīci
(1) Izmantojot nemainīga spiediena kontroles tehnoloģiju:
Tā kā ūdensapgādes cauruļvadu tīkla spiediens nepārtraukti mainās līdz ar darba apstākļu maiņu, sistēmas darbības laikā bieži rodas zems vai pārspiediens, kas ir pakļauts hidrauliskajiem triecieniem, kā rezultātā var tikt bojātas caurules un iekārtas. Automātiskā vadības sistēma kontrolē spiedienu cauruļvadu tīklā. Ūdens sūkņa iedarbināšanas, apturēšanas un ātruma regulēšanas noteikšana, atgriezeniskās saites vadība, plūsmas regulēšana un spiediena uzturēšana noteiktā līmenī. Sūkņa ūdens padeves spiedienu var iestatīt, kontrolējot mikrodatoru, lai uzturētu nemainīgu ūdens padeves spiedienu un izvairītos no pārmērīgām spiediena svārstībām. Tas samazina triecienu iespējamību.
(2) Uzstādiet hidrauliskā trieciena separatoru
Šī iekārta galvenokārt novērš hidraulisko triecienu, kad sūknis ir apturēts. To parasti uzstāda pie ūdenssūkņa izplūdes caurules. Tā izmanto pašas caurules spiedienu kā spēku, lai realizētu zemspiediena automātisko darbību, tas ir, kad spiediens caurulē ir zemāks par iestatīto aizsardzības vērtību, noteka automātiski atveras un izvada ūdeni. Spiediena samazināšana līdzsvaro vietējo cauruļvadu spiedienu un novērš hidrauliskā trieciena ietekmi uz iekārtām un cauruļvadiem. Parasti separatorus var iedalīt divu veidu: mehāniskie un hidrauliskie. Atiestatīšanas.
3) Uzstādiet lēni aizverošu pretvārstu uz liela kalibra ūdenssūkņa izplūdes caurules
Tas var efektīvi novērst hidraulisko triecienu, kad sūknis ir apturēts, taču, tā kā vārsta iedarbināšanas laikā rodas zināms ūdens pretplūsmas daudzums, iesūkšanas urbumā ir jābūt pārplūdes caurulei. Ir divu veidu lēni aizveroši pretvārsti: āmura tipa un enerģijas uzkrāšanas tipa. Šāda veida vārsts var regulēt vārsta aizvēršanās laiku noteiktā diapazonā atbilstoši vajadzībām. Parasti 70–80% vārsta tiek aizvērti 3–7 sekunžu laikā pēc strāvas padeves pārtraukuma, un atlikušo 20–30% aizvēršanās laiks tiek pielāgots atkarībā no ūdenssūkņa un cauruļvada apstākļiem, parasti 10–30 sekunžu diapazonā. Jāatzīmē, ka lēni aizverošs pretvārsts ir ļoti efektīvs, lai pārvarētu hidraulisko triecienu, ja cauruļvadā ir izciļņi.
(4) Uzstādiet vienvirziena pārsprieguma torni
Tas ir uzbūvēts netālu no sūknēšanas stacijas vai piemērotā cauruļvada vietā, un vienvirziena pārsprieguma torņa augstums ir zemāks par cauruļvada spiedienu tajā. Kad spiediens cauruļvadā ir zemāks par ūdens līmeni tornī, pārsprieguma tornis piegādās ūdeni cauruļvadam, lai novērstu ūdens staba pārrāvumu un izvairītos no hidrauliskā trieciena. Tomēr tā spiedienu samazinošā ietekme uz hidrauliskajiem triecieniem, izņemot sūkņa apturēšanas hidraulisko triecienu, piemēram, vārsta aizvēršanas hidraulisko triecienu, ir ierobežota. Turklāt vienvirziena pārsprieguma tornī izmantotā vienvirziena vārsta darbībai jābūt absolūti uzticamai. Kad vārsts sabojājas, tas var izraisīt nopietnas avārijas.
(5) Uzstādiet sūknēšanas stacijā apvada cauruli (vārstu).
Kad sūkņa sistēma darbojas normāli, pretvārsts ir aizvērts, jo ūdens spiediens sūkņa spiediena ūdens pusē ir augstāks nekā ūdens spiediens iesūkšanas pusē. Kad strāvas padeves pārtraukums pēkšņi aptur sūkni, spiediens sūknēšanas stacijas izejā strauji pazeminās, bet spiediens iesūkšanas pusē strauji paaugstinās. Šī diferenciālā spiediena ietekmē īslaicīgi augstspiediena ūdens ūdens iesūkšanas maģistrālajā caurulē ir īslaicīgi zemspiediena ūdens, kas atgrūž pretvārsta plāksni un plūst uz spiediena ūdens maģistrālo cauruli, palielinot tur esošo zemo ūdens spiedienu; no otras puses, ūdens sūkņa radītais ūdens āmura pastiprinājums iesūkšanas pusē arī tiek samazināts. Tādā veidā tiek kontrolēts ūdens āmura pieaugums un kritums abās sūknēšanas stacijas pusēs, tādējādi efektīvi samazinot un novēršot ūdens āmura riskus.
(6) Iestatiet daudzpakāpju pretvārstu
Garākā ūdensvadā pievienojiet vienu vai vairākus pretvārstus, sadaliet ūdensvadu vairākās sekcijās un katrā sekcijā uzstādiet pretvārstu. Kad ūdens ūdensvadā plūst atpakaļ hidrauliskā āmura procesa laikā, pretvārsti tiek aizvērti viens pēc otra, lai sadalītu pretplūsmu vairākās sekcijās. Tā kā hidrostatiskais spiediens katrā ūdensvada sekcijā (vai pretplūsmas sekcijā) ir diezgan mazs, ūdens plūsma samazinās. Āmurs pastiprina. Šo aizsardzības pasākumu var efektīvi izmantot situācijās, kad ģeometriskā ūdens padeves augstuma starpība ir liela, taču tas nevar novērst ūdens staba atdalīšanās iespējamību. Tā lielākais trūkums ir: normālas darbības laikā palielinās ūdens sūkņa enerģijas patēriņš un palielinās ūdens padeves izmaksas.
(7) Lai samazinātu hidrauliskā trieciena ietekmi uz cauruļvadu, cauruļvada augstākajā punktā ir uzstādītas automātiskās izplūdes un gaisa padeves ierīces.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 23. novembris