Was ist Wasserschlag?
Bei einem plötzlichen Stromausfall oder wenn das Ventil zu schnell geschlossen wird, entsteht ein Wasserschlag. Aufgrund der Trägheit des Druckwasserflusses wird eine Stoßwelle des Wasserflusses erzeugt, genau wie bei einem Hammerschlag, weshalb man von einem Wasserschlag spricht .Die manchmal so große Kraft, die durch die hin- und hergehenden Stoßwellen des Wasserflusses erzeugt wird, kann Ventile und Pumpen beschädigen.
Wenn ein offenes Ventil plötzlich geschlossen wird, strömt das Wasser gegen das Ventil und die Rohrwand und erzeugt einen Druck.Aufgrund der glatten Rohrwand erreicht der nachfolgende Wasserstrom unter Einwirkung der Trägheit schnell sein Maximum und verursacht Schäden.Dies ist der „Wasserschlageffekt“ in der Strömungsmechanik, also der positive Wasserschlag.Dieser Faktor sollte beim Bau von Wasserversorgungsleitungen berücksichtigt werden.
Im Gegenteil, wenn das geschlossene Ventil plötzlich geöffnet wird, entsteht auch ein Wasserschlag, der als negativer Wasserschlag bezeichnet wird.Es hat auch eine gewisse Zerstörungskraft, ist aber nicht so groß wie das erstere.Wenn die elektrische Wasserpumpeneinheit plötzlich die Stromversorgung verliert oder anläuft, kommt es ebenfalls zu Druckstößen und Wasserschlägen.Die Stoßwelle dieses Drucks breitet sich entlang der Pipeline aus, was leicht zu einem lokalen Überdruck in der Pipeline führen kann, der zum Bruch der Pipeline und zur Beschädigung der Ausrüstung führen kann.Daher ist der Schutz vor Wasserschlägen zu einer der Schlüsseltechnologien in der Wasserversorgungstechnik geworden.
Bedingungen für Wasserschläge
1. Das Ventil öffnet oder schließt plötzlich;
2. Die Wasserpumpeneinheit stoppt oder startet plötzlich;
3. Einrohr-Wasserversorgung an hochgelegene Orte (Wasserversorgungsgelände-Höhenunterschied übersteigt 20 Meter);
4. Die Gesamtförderhöhe (oder der Arbeitsdruck) der Pumpe ist groß;
5. Die Wassergeschwindigkeit in der Wasserleitung ist zu groß;
6. Die Wasserleitung ist zu lang und das Gelände verändert sich stark.
Die Gefahren von Wasserschlägen
Der durch Wasserschläge verursachte Druckanstieg kann den normalen Arbeitsdruck der Rohrleitung um ein Vielfaches oder sogar um ein Dutzendfaches übersteigen.Solche großen Druckschwankungen verursachen vor allem folgende Schäden am Rohrleitungssystem:
1. Starke Vibrationen der Rohrleitung und Trennung der Rohrleitungsverbindung verursachen;
2. Das Ventil ist beschädigt und der starke Druck ist zu hoch, um das Rohr zu platzen, und der Druck im Wasserversorgungsnetz sinkt.
3. Im Gegenteil, wenn der Druck zu niedrig ist, kollabiert das Rohr und das Ventil und die Befestigungsteile werden beschädigt;
4. Verursachen Sie eine Rückwärtsbewegung der Wasserpumpe, beschädigen Sie die Ausrüstung oder Rohrleitungen im Pumpenraum, führen Sie zu einer ernsthaften Überflutung des Pumpenraums, verursachen Sie Personenschäden und andere schwere Unfälle und beeinträchtigen Sie Produktion und Leben.
Schutzmaßnahmen zur Beseitigung oder Minderung von Wasserschlägen
Es gibt viele Schutzmaßnahmen gegen Wasserschläge, es müssen jedoch je nach den möglichen Ursachen von Wasserschlägen unterschiedliche Maßnahmen ergriffen werden.
1. Eine Verringerung der Durchflussrate der Wasserleitung kann den Wasserschlagdruck bis zu einem gewissen Grad verringern, erhöht jedoch den Durchmesser der Wasserleitung und erhöht die Projektinvestitionen.Bei der Verlegung von Wasserleitungen sollte darauf geachtet werden, Buckel oder starke Gefälleänderungen zu vermeiden.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 Wasserschlag beim Stoppen der Pumpe.Daher sollte ein angemessener Pumpenkopf entsprechend den tatsächlichen örtlichen Gegebenheiten ausgewählt werden.Warten Sie nach dem Stoppen der Pumpe bei einem Unfall, bis die Rohrleitung 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.Die meisten schweren Wasserschlagunfälle in vielen Pumpstationen ereignen sich unter solchen Umständen.
2. Gerät zur Beseitigung von Wasserschlägen aufstellen
(1) Verwendung der Technologie zur Konstantdruckregelung:
Da sich der Druck des Wasserversorgungsrohrnetzes mit der Änderung der Arbeitsbedingungen ständig ändert, kommt es während des Betriebs des Systems häufig zu Unter- oder Überdruck, der zu Wasserschlägen neigt, die zu Schäden an Rohren und Geräten führen.Das automatische Steuersystem wird zur Steuerung des Drucks des Rohrnetzes eingesetzt.Die Erkennung, Rückkopplungssteuerung des Starts, Stopps und die Geschwindigkeitsanpassung der Wasserpumpe steuern den Durchfluss und halten dann den Druck 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 Hammerchance ist verringert.
(2) Installieren Sie den Wasserschlageliminator
Diese Ausrüstung 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 Kraft, um einen automatischen Niederdruckvorgang zu realisieren, d. h. wenn der Druck im Rohr niedriger als der eingestellte Schutzwert ist, öffnet sich der Abfluss automatisch und lässt Wasser ab.Druckentlastung, um den Druck lokaler Rohrleitungen auszugleichen und die Auswirkungen von Wasserschlägen auf Geräte und Rohrleitungen zu verhindern.Im Allgemeinen können Eliminatoren in zwei Typen unterteilt werden: mechanische und hydraulische.zurücksetzen.
3) Installieren Sie ein langsam schließendes Rückschlagventil am Auslassrohr der großkalibrigen Wasserpumpe
Dadurch kann der Wasserschlag beim Anhalten der Pumpe wirksam beseitigt werden. Da jedoch bei Betätigung des Ventils ein gewisser Wasserrückfluss auftritt, muss der Saugbrunnen über ein Überlaufrohr verfügen.Es gibt zwei Arten von langsam schließenden Rückschlagventilen: Hammerventile und Energiespeicherventile.Diese Art von Ventil kann die Schließzeit des Ventils innerhalb eines bestimmten Bereichs je nach Bedarf anpassen.Im Allgemeinen werden 70 bis 80 % des Ventils innerhalb von 3 bis 7 s nach dem Stromausfall geschlossen, und die Schließzeit der verbleibenden 20 bis 30 % wird im Allgemeinen entsprechend den Bedingungen der Wasserpumpe und der Rohrleitung angepasst im Bereich von 10 bis 30 s.Es ist erwähnenswert, dass das langsam schließende Rückschlagventil sehr effektiv ist, wenn sich in der Rohrleitung ein Buckel befindet, um den Wasserschlag zu überbrücken.
(4) Richten Sie einen Einweg-Überspannungsturm 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, versorgt der Schwallturm die Rohrleitung mit Wasser, um ein Durchbrechen der Wassersäule und einen Wasserschlag zu verhindern.Allerdings ist seine druckmindernde Wirkung auf andere Wasserschläge als Pumpenstopp-Wasserschläge, wie z. B. Ventilschließ-Wasserschläge, begrenzt.Darüber hinaus muss die Leistung des im Einweg-Wasserschlossturm verwendeten Rückschlagventils absolut zuverlässig sein.Wenn das Ventil ausfällt, kann es zu schweren Unfällen kommen.
(5) Richten Sie in der Pumpstation eine Bypassleitung (Ventil) ein
Bei normalem Betrieb des Pumpensystems ist das Rückschlagventil geschlossen, da der Wasserdruck auf der Druckwasserseite der Pumpe höher ist als der Wasserdruck auf der Saugseite.Wenn der Stromausfall die Pumpe plötzlich stoppt, sinkt der Druck am Ausgang der Pumpstation stark, während der Druck auf der Saugseite stark ansteigt.Unter diesem Differenzdruck ist das vorübergehende Hochdruckwasser in der Wassersaughauptleitung das vorübergehende Niederdruckwasser, das die Rückschlagventilplatte wegdrückt und zur Druckwasserhauptleitung fließt und dort den Niederwasserdruck erhöht;Andererseits verringert die Wasserpumpe auch die Wasserschlagverstärkung auf der Saugseite.Auf diese Weise wird der Anstieg und Abfall von Wasserschlägen auf beiden Seiten der Pumpstation kontrolliert, wodurch die Gefahr von Wasserschlägen wirksam verringert und verhindert wird
(6) Mehrstufiges Rückschlagventil einstellen
Fügen Sie in der längeren Wasserleitung ein oder mehrere Rückschlagventile hinzu, teilen Sie die Wasserleitung in mehrere Abschnitte auf und installieren Sie in jedem Abschnitt ein Rückschlagventil.Wenn beim Wasserschlagvorgang das Wasser in der Wasserleitung zurückfließt, werden die Rückschlagventile nacheinander geschlossen, um den Rückspülstrom in mehrere Abschnitte aufzuteilen.Da der hydrostatische Druck in jedem Abschnitt der Wasserleitung (oder Rückspülabschnitt) recht gering ist, wird der Wasserdurchfluss verringert.Hammer-Boost.Diese Schutzmaßnahme kann in Situationen wirksam eingesetzt werden, in denen der geometrische Höhenunterschied der Wasserversorgung groß ist;Es kann jedoch nicht die Möglichkeit einer Wassersäulentrennung ausschließen.Ihr größter Nachteil besteht darin, dass der Stromverbrauch der Wasserpumpe im Normalbetrieb steigt und die Kosten für die Wasserversorgung steigen.
(7) Am höchsten Punkt der Rohrleitung werden automatische Absaug- und Luftversorgungsgeräte installiert, um die Auswirkungen von Wasserschlägen auf die Rohrleitung zu verringern.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. November 2022