1/Konzept

Wasserschlag wird auch Wasserschlag genannt.Beim Transport von Wasser (oder anderen Flüssigkeiten) durch plötzliches Öffnen oder SchließenAPI-Absperrklappe, Absperrschieber, Ventile prüfen undKugelhähne.B. plötzliche Stopps von Wasserpumpen, plötzliches Öffnen und Schließen von Leitschaufeln usw., ändert sich die Durchflussmenge plötzlich und der Druck schwankt erheblich.Der Wasserschlageffekt ist ein anschaulicher Begriff.Dabei handelt es sich um einen schweren Wasserschlag, der durch den Einfluss des Wasserflusses auf die Rohrleitung beim Starten und Stoppen der Wasserpumpe verursacht wird.Denn im Inneren der Wasserleitung ist die Innenwand der Leitung glatt und das Wasser fließt ungehindert.Wenn ein offenes Ventil plötzlich geschlossen oder die Wasserversorgungspumpe gestoppt wird, erzeugt der Wasserfluss einen Druck auf das Ventil und die Rohrwand, hauptsächlich auf das Ventil oder die Pumpe.Da die Rohrwand glatt ist, erreicht die hydraulische Kraft unter der Wirkung der Trägheit des nachfolgenden Wasserflusses schnell ihr Maximum und erzeugt zerstörerische Wirkungen.Dies ist der „Wasserschlageffekt“ in der Hydraulik, also der positive Wasserschlag.Im Gegenteil, wenn ein geschlossenes Ventil plötzlich geöffnet oder die Wasserpumpe gestartet wird, tritt auch ein Wasserschlag auf, der als negativer Wasserschlag bezeichnet wird, aber nicht so groß ist wie ersterer.Der Druckstoß führt zu einer Belastung der Rohrwand und erzeugt Geräusche, genau wie ein Hammer, der auf das Rohr schlägt. Dies wird als Wasserschlageffekt bezeichnet.

2/Gefahren

Der durch Wasserschläge erzeugte Momentandruck kann das Dutzende oder sogar Hundertfache des normalen Betriebsdrucks in der Rohrleitung erreichen.Solche großen Druckschwankungen können starke Vibrationen oder Geräusche im Rohrleitungssystem verursachen und Ventilverbindungen beschädigen.Es hat eine sehr schädliche Wirkung auf das Rohrleitungssystem.Um Wasserschläge zu verhindern, muss das Rohrleitungssystem richtig ausgelegt sein, um eine zu hohe Durchflussrate zu verhindern.Im Allgemeinen sollte die vorgesehene Durchflussrate des Rohrs weniger als 3 m/s betragen und die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Ventils muss kontrolliert werden.
Da die Pumpe zu schnell gestartet und gestoppt wird und Ventile zu schnell geöffnet und geschlossen werden, ändert sich die Geschwindigkeit des Wassers drastisch, insbesondere der Wasserschlag, der durch das plötzliche Anhalten der Pumpe verursacht wird und Rohrleitungen, Wasserpumpen und Ventile usw. beschädigen kann bewirken, dass die Wasserpumpe umkehrt und der Druck im Rohrnetz sinkt.Der Wasserschlageffekt ist äußerst zerstörerisch: Wenn der Druck zu hoch ist, kommt es zum Bruch des Rohrs.Im Gegenteil, wenn der Druck zu niedrig ist, führt dies zum Zusammenbruch des Rohrs und zur Beschädigung der Ventile und Befestigungen.In kürzester Zeit steigt der Wasserdurchfluss von Null auf den Nenndurchfluss.Da Flüssigkeiten über kinetische Energie und ein gewisses Maß an Kompressibilität verfügen, führen große Änderungen der Durchflussrate in sehr kurzer Zeit zu hohen und niedrigen Druckauswirkungen auf die Rohrleitung.

3/generieren

Es gibt viele Gründe für einen Wasserschlag.Gemeinsame Faktoren sind wie folgt:

1. Das Ventil öffnet oder schließt plötzlich;

2. Die Wasserpumpeneinheit stoppt oder startet plötzlich;

3. Ein einzelnes Rohr transportiert Wasser an eine hohe Stelle (der Höhenunterschied des Wasserversorgungsgeländes übersteigt 20 Meter);

4 .Der Gesamthub (oder Arbeitsdruck) der Wasserpumpe ist groß;

5. Die Wasserströmungsgeschwindigkeit in der Wasserleitung ist zu groß;

6. Die Wasserleitung ist zu lang und das Gelände verändert sich stark.
7. Unregelmäßige Bauweisen sind eine versteckte Gefahr bei Projekten für Wasserversorgungsleitungen
(1) Beispielsweise entspricht die Herstellung von Zementstoßpfeilern für T-Stücke, Bögen, Reduzierstücke und andere Verbindungen nicht den Anforderungen.
Gemäß den „Technischen Vorschriften für den Bau vergrabener starrer Wasserversorgungsleitungen aus Polyvinylchlorid“ sollten an Verbindungen wie T-Stücken, Bögen, Reduzierstücken und anderen Rohren mit einem Durchmesser von ≥ 110 mm Zementschubpfeiler installiert werden, um eine Bewegung der Rohrleitung zu verhindern.„Betonvorschubpfeiler“ Sie sollten nicht niedriger als C15 sein und vor Ort auf dem ausgegrabenen ursprünglichen Bodenfundament und der Grabenneigung gegossen werden.“Einige Baubeteiligte schenken der Rolle von Schubpfeilern nicht genügend Aufmerksamkeit.Sie nageln einen Holzpflock oder einen Eisenstift neben die Pipeline und fungieren so als Schubpfeiler.Manchmal ist das Volumen des Zementpfeilers zu klein oder er wird nicht auf den ursprünglichen Boden gegossen.Andererseits sind einige Schubpfeiler nicht stark genug.Dies führt dazu, dass die Schubpfeiler während des Pipelinebetriebs nicht funktionieren und unbrauchbar werden, was dazu führt, dass Rohrverbindungsstücke wie T-Stücke und Bögen falsch ausgerichtet und beschädigt werden.​
(2) Das automatische Auslassventil ist nicht installiert oder die Einbauposition ist unangemessen.
Nach dem Prinzip der Hydraulik sollten automatische Auslassventile an den höchsten Stellen von Rohrleitungen in Berggebieten oder Hügeln mit großen Wellen konstruiert und installiert werden.Selbst in flachen Gebieten mit leicht hügeligem Gelände müssen die Rohrleitungen beim Ausheben von Gräben künstlich angelegt werden.Es gibt Höhen und Tiefen, die zyklisch steigen oder fallen, die Steigung beträgt nicht weniger als 1/500 und am höchsten Punkt jedes Kilometers sind 1-2 Auslassventile vorgesehen.​
Denn während des Wassertransports in der Pipeline entweicht das Gas in der Pipeline und sammelt sich in den erhöhten Teilen der Pipeline an, was sogar zu Luftblockaden führen kann.Wenn die Durchflussrate des Wassers in der Rohrleitung schwankt, werden die in den erhabenen Teilen gebildeten Lufttaschen weiterhin komprimiert und ausgedehnt, und das Gas wird komprimiert. Der nach der Komprimierung erzeugte Druck ist Dutzende oder sogar Hundertfache höher als der danach erzeugte Druck Wasser wird komprimiert (öffentliches Konto: Pump Butler).Derzeit kann dieser Abschnitt der Pipeline mit versteckten Gefahren zu folgenden Situationen führen:
• Nachdem das Wasser stromaufwärts des Rohrs geleitet wurde, verschwindet das tropfende Wasser stromabwärts.Dies liegt daran, dass der Airbag im Rohr den Wasserfluss blockiert und so zur Ablösung der Wassersäule führt.​
• Das komprimierte Gas in der Pipeline wird bis zur maximalen Grenze komprimiert und dehnt sich schnell aus, wodurch die Pipeline reißt.​
• Wenn Wasser aus einer Hochwasserquelle mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Schwerkraft flussabwärts transportiert wird, stoppt die Wassersäule im stromaufwärts gelegenen Rohr nach dem schnellen Schließen des stromaufwärts gelegenen Ventils aufgrund der Trägheit des Höhenunterschieds und der Durchflussrate nicht sofort .Es bewegt sich immer noch mit einer bestimmten Geschwindigkeit.Die Geschwindigkeit fließt flussabwärts.Zu diesem Zeitpunkt entsteht in der Rohrleitung ein Vakuum, da die Luft nicht rechtzeitig nachgefüllt werden kann, wodurch die Rohrleitung durch den Unterdruck entleert und beschädigt wird.
(3) Der Graben und der Verfüllboden entsprechen nicht den Vorschriften.
In Berggebieten sind häufig unqualifizierte Gräben zu sehen, vor allem weil es in bestimmten Gebieten viele Steine ​​gibt.Die Gräben werden manuell ausgehoben oder mit Sprengstoff gesprengt.Der Boden des Grabens ist sehr uneben und es ragen scharfe Steine ​​heraus.In diesem Fall sollten gemäß den einschlägigen Vorschriften die Steine ​​am Boden des Grabens entfernt und mehr als 15 Zentimeter Sand eingestreut werden, bevor die Rohrleitung verlegt werden kann.Allerdings waren die Bauarbeiter unverantwortlich oder haben Abstriche gemacht und den Sand direkt verlegt, ohne Sand zu pflastern oder symbolisch etwas Sand zu pflastern.Die Rohrleitung wird auf den Steinen verlegt.Wenn die Verfüllung abgeschlossen ist und das Wasser in Betrieb genommen wird, wird die Rohrleitung aufgrund des Gewichts der Rohrleitung selbst, des vertikalen Erddrucks, der Fahrzeuglast auf der Rohrleitung und der Überlagerung der Schwerkraft von einem oder mehreren scharfkantigen erhöhten Steinen getragen am unteren Ende der Rohrleitung.Bei übermäßiger Spannungskonzentration ist es sehr wahrscheinlich, dass die Rohrleitung an dieser Stelle beschädigt wird und an dieser Stelle entlang einer geraden Linie reißt.Dies wird oft als „Scoring-Effekt“ bezeichnet.​

4/Maßnahmen

Es gibt viele Schutzmaßnahmen gegen Wasserschläge, es müssen jedoch je nach den möglichen Ursachen von Wasserschlägen unterschiedliche Maßnahmen ergriffen werden.
1. Durch die Reduzierung der Durchflussrate von Wasserleitungen kann der Wasserschlagdruck bis zu einem gewissen Grad verringert werden, aber dadurch wird der Durchmesser der Wasserleitungen vergrößert und die Projektinvestitionen erhöht.Bei der Verlegung von Wasserleitungen sollte darauf geachtet werden, Buckel oder drastische Neigungsänderungen zu vermeiden, um die Länge der Wasserleitung zu reduzieren.Je länger die Rohrleitung ist, desto größer ist der Wasserschlagwert, wenn die Pumpe gestoppt wird.Von einer Pumpstation zu zwei Pumpstationen wird ein Wassersaugbrunnen verwendet, um die beiden Pumpstationen zu verbinden.
Wasserschlag beim Stoppen der Pumpe

Unter dem sogenannten Pumpenstopp-Wasserschlag versteht man das Phänomen eines hydraulischen Schocks, der durch plötzliche Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit in der Wasserpumpe und den Druckleitungen verursacht wird, wenn das Ventil aufgrund eines plötzlichen Stromausfalls oder aus anderen Gründen geöffnet und gestoppt wird.Beispielsweise kann ein Ausfall des Stromversorgungssystems oder der elektrischen Ausrüstung, ein gelegentlicher Ausfall der Wasserpumpeneinheit usw. dazu führen, dass die Kreiselpumpe das Ventil öffnet und stoppt, was zu einem Wasserschlag führt, wenn die Pumpe gestoppt wird.Die Größe des Wasserschlags beim Anhalten der Pumpe hängt hauptsächlich von der geometrischen Förderhöhe des Pumpenraums ab.Je höher die geometrische Förderhöhe, desto größer ist der Wasserschlagwert, wenn die Pumpe gestoppt wird.Daher sollte eine angemessene Pumpenhöhe entsprechend den tatsächlichen örtlichen Gegebenheiten ausgewählt werden.

Der maximale Druck eines Wasserschlags beim Anhalten einer Pumpe kann 200 % des normalen Arbeitsdrucks oder sogar mehr erreichen, was zur Zerstörung von Rohrleitungen und Geräten führen kann.Allgemeine Unfälle führen zu „Wasserlecks“ und Wasserausfällen;Bei schweren Unfällen kommt es zur Überschwemmung des Pumpenraums, zur Beschädigung der Ausrüstung und zur Beschädigung der Anlagen.kann zu Schäden oder sogar zu Verletzungen oder Tod führen.

Warten Sie nach dem Abschalten der Pumpe aufgrund eines Unfalls, bis das Rohr hinter dem Rückschlagventil mit Wasser gefüllt ist, bevor Sie die Pumpe starten.Öffnen Sie das Auslassventil der Wasserpumpe beim Starten der Pumpe nicht vollständig, da sonst ein großer Wasserstoß auftritt.Unter solchen Umständen kommt es in vielen Pumpstationen häufig zu schweren Wasserschlagunfällen.

2. Gerät zur Beseitigung von Wasserschlägen aufstellen
(1) Verwendung der Konstantspannungsregelungstechnologie
Ein automatisches SPS-Steuerungssystem dient zur Steuerung der Pumpe mit variabler Frequenzgeschwindigkeit und zur automatischen Steuerung des Betriebs des gesamten Wasserversorgungspumpenraumsystems.Da sich der Druck des Wasserversorgungsleitungsnetzes mit Änderungen der Arbeitsbedingungen ständig ändert, kommt es während des Systembetriebs häufig zu Unter- oder Überdruck, der leicht zu Wasserschlägen und damit zu Schäden an Rohrleitungen und Geräten führen kann.Zur Steuerung des Rohrnetzes kommt eine SPS-Automatik zum Einsatz.Erkennung des Drucks, Feedback-Steuerung des Starts und Stopps der Wasserpumpe und Geschwindigkeitsanpassung, Steuerung des Durchflusses und somit Aufrechterhaltung des Drucks auf einem bestimmten Niveau.Der Wasserversorgungsdruck der Pumpe kann durch Steuerung des Mikrocomputers eingestellt werden, um die Wasserversorgung mit konstantem Druck aufrechtzuerhalten und übermäßige Druckschwankungen zu vermeiden.Die Wahrscheinlichkeit eines Wasserschlags wird verringert.
(2) Installieren Sie den Wasserschlag-Eliminator
Dieses Gerät verhindert hauptsächlich Wasserschläge, wenn die Pumpe gestoppt ist.Es wird im Allgemeinen in der Nähe des Auslassrohrs der Wasserpumpe installiert.Es nutzt den Druck des Rohrs selbst als Energie, um eine automatische Niederdruckaktion zu realisieren.Das heißt, wenn der Druck im Rohr unter dem eingestellten Schutzwert liegt, öffnet sich die Ablassöffnung automatisch, um Wasser abzulassen.Die Druckentlastung dient dazu, den Druck lokaler Rohrleitungen auszugleichen und die Auswirkungen von Wasserschlägen auf Geräte und Rohrleitungen zu verhindern.Eliminatoren können im Allgemeinen in zwei Typen unterteilt werden: mechanische und hydraulische.Mechanische Eliminatoren werden nach dem Einsatz manuell wiederhergestellt, während hydraulische Eliminatoren automatisch zurückgesetzt werden können.
(3) Installieren Sie ein langsam schließendes Rückschlagventil am Auslassrohr der Wasserpumpe mit großem Durchmesser

Dadurch kann ein Wasserschlag wirksam beseitigt werden, wenn die Pumpe angehalten wird. Da jedoch eine bestimmte Menge Wasser zurückfließt, wenn die Pumpe angehalten wirdAPI 609Wenn das Ventil aktiviert ist, muss der Wassersaugbrunnen über ein Überlaufrohr verfügen.Es gibt zwei Arten von langsam schließenden Rückschlagventilen: Hammerventile und Energiespeicherventile.Diese Art von Ventil kann die Ventilschließzeit innerhalb eines bestimmten Bereichs nach Bedarf anpassen (willkommen mit: Pump Butler).Im Allgemeinen schließt das Ventil innerhalb von 3 bis 7 Sekunden nach einem Stromausfall zu 70 % bis 80 %.Die verbleibende Schließzeit von 20 % bis 30 % wird entsprechend den Bedingungen der Wasserpumpe und der Rohrleitung angepasst und liegt im Allgemeinen im Bereich von 10 bis 30 Sekunden.Es ist zu beachten, dass die Rolle des langsam schließenden Rückschlagventils sehr begrenzt ist, wenn sich in der Rohrleitung ein Buckel befindet und ein Wasserschlag auftritt.
(4) Richten Sie einen Einweg-Druckregulierungsturm ein
Es wird in der Nähe der Pumpstation oder an einer geeigneten Stelle der Pipeline errichtet und die Höhe des Einweg-Wasserschlossturms ist niedriger als der dortige Pipelinedruck.Wenn der Druck in der Rohrleitung niedriger ist als der Wasserstand im Turm, füllt der Druckregulierungsturm Wasser in die Rohrleitung auf, um ein Brechen der Wassersäule zu verhindern und den Wasserschlag zu überbrücken.Allerdings ist seine druckmindernde Wirkung auf andere Wasserschläge als Pumpen-Stopp-Wasserschläge, wie z. B. Ventilschließ-Wasserschläge, begrenzt.Darüber hinaus muss die Leistung des im Einweg-Druckregelturm verwendeten Einwegventils absolut zuverlässig sein.Sobald das Ventil ausfällt, kann es zu einem großen Wasserschlag kommen.
(5) Richten Sie eine Bypassleitung (Ventil) in der Pumpstation ein
Bei normalem Betrieb des Pumpensystems ist das Rückschlagventil geschlossen, da der Wasserdruck auf der Druckseite der Pumpe höher ist als der Wasserdruck auf der Saugseite.Wenn die Pumpe aufgrund eines versehentlichen Stromausfalls plötzlich stoppt, sinkt der Druck am Auslass der Wasserpumpstation stark, während der Druck auf der Saugseite stark ansteigt.Unter diesem Differenzdruck drückt das vorübergehende Hochdruckwasser in der Wassersaughauptleitung die Rückschlagventilplatte auf und fließt zum vorübergehenden Niederdruckwasser in der Druckwasserhauptleitung, wodurch der Niederwasserdruck dort ansteigt;Andererseits verringert die Wasserpumpe auch den Druckanstieg des Wasserschlags auf der Saugseite.Auf diese Weise werden der Anstieg des Wasserschlags und der Druckabfall auf beiden Seiten der Wasserpumpstation kontrolliert, wodurch die Gefahr von Wasserschlägen wirksam verringert und verhindert wird.
(6) Richten Sie ein mehrstufiges Rückschlagventil ein
Fügen Sie in einer langen Wasserleitung ein oder mehrere hinzuVentile prüfen, teilen Sie die Wasserleitung in mehrere Abschnitte auf und installieren Sie in jedem Abschnitt ein Rückschlagventil.Wenn das Wasser in der Wasserleitung während eines Wasserschlags zurückfließt, wird jedes Rückschlagventil nacheinander geschlossen, um den Rückspülstrom in mehrere Abschnitte aufzuteilen.Da der hydrostatische Druck in jedem Abschnitt der Wasserleitung (oder Rückspülabschnitt) recht gering ist, wird die Wasserdurchflussrate verringert.Hammer-Boost.Diese Schutzmaßnahme kann effektiv in Situationen eingesetzt werden, in denen der geometrische Höhenunterschied der Wasserversorgung groß ist;Es kann jedoch nicht die Möglichkeit einer Wassersäulentrennung ausschließen.Ihr größter Nachteil ist: erhöhter Stromverbrauch der Wasserpumpe im Normalbetrieb und erhöhte Wasserversorgungskosten.