ค้อนน้ำคืออะไร?
ค้อนน้ำคือเมื่อไฟฟ้าดับกะทันหันหรือเมื่อปิดวาล์วเร็วเกินไป เนื่องจากความเฉื่อยของแรงดันน้ำในการไหลของน้ำ จึงเกิดคลื่นกระแทกของการไหลของน้ำเหมือนกับการตีค้อนจึงเรียกว่าค้อนน้ำ .แรงที่เกิดจากคลื่นกระแทกกลับไปกลับมาของการไหลของน้ำ ซึ่งบางครั้งก็แรงมากจนอาจทำให้วาล์วและปั๊มเสียหายได้
เมื่อวาล์วเปิดปิดกะทันหัน น้ำจะไหลไปปะทะวาล์วและผนังท่อ ทำให้เกิดแรงดันเนื่องจากผนังท่อเรียบ การไหลของน้ำตามมาจะถึงสูงสุดอย่างรวดเร็วภายใต้แรงเฉื่อยและก่อให้เกิดความเสียหายนี่คือ "เอฟเฟกต์ค้อนน้ำ" ในกลศาสตร์ของไหล ซึ่งก็คือค้อนน้ำเชิงบวกปัจจัยนี้ควรได้รับการพิจารณาในการก่อสร้างท่อส่งน้ำ
ในทางตรงกันข้าม หลังจากเปิดวาล์วที่ปิดอย่างกะทันหัน มันจะผลิตค้อนน้ำซึ่งเรียกว่าค้อนน้ำเชิงลบด้วยมันยังมีพลังทำลายล้างอยู่บ้าง แต่ก็ไม่ใหญ่เท่าเมื่อก่อนเมื่อเครื่องสูบน้ำไฟฟ้าสูญเสียพลังงานกะทันหันหรือเริ่มทำงาน จะทำให้เกิดแรงดันช็อตและผลกระทบจากค้อนน้ำคลื่นกระแทกของแรงดันนี้แพร่กระจายไปตามท่อ ซึ่งอาจนำไปสู่แรงดันเกินในพื้นที่ของท่อได้ง่าย ส่งผลให้ท่อแตกและทำให้อุปกรณ์เสียหายดังนั้นการป้องกันผลกระทบจากค้อนน้ำจึงกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญในวิศวกรรมการจ่ายน้ำ
เงื่อนไขสำหรับค้อนน้ำ
1. วาล์วเปิดหรือปิดกะทันหัน
2. ชุดปั๊มน้ำหยุดหรือสตาร์ทกะทันหัน
3. การส่งน้ำแบบท่อเดียวไปยังที่สูง (ความสูงของภูมิประเทศน้ำประปาต่างกันเกิน 20 เมตร)
4. หัวรวม (หรือแรงดันใช้งาน) ของปั๊มมีขนาดใหญ่
5. ความเร็วน้ำในท่อส่งน้ำสูงเกินไป
6. ท่อส่งน้ำยาวเกินไปและภูมิประเทศเปลี่ยนแปลงอย่างมาก
อันตรายจากค้อนน้ำ
แรงดันที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากค้อนน้ำสามารถเข้าถึงแรงดันการทำงานปกติของท่อได้หลายเท่าหรือหลายสิบเท่าความผันผวนของแรงดันขนาดใหญ่ดังกล่าวทำให้เกิดอันตรายต่อระบบท่อส่วนใหญ่ดังนี้
1. ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงของท่อและการหลุดของข้อต่อท่อ
2. วาล์วเสียหายและแรงดันร้ายแรงสูงเกินไปที่จะทำให้ท่อแตกและแรงดันของเครือข่ายน้ำประปาลดลง
3. ในทางตรงกันข้าม หากแรงดันต่ำเกินไป ท่อจะพัง และวาล์วและชิ้นส่วนยึดจะเสียหาย
4. ทำให้ปั๊มน้ำพลิกกลับ, ทำให้อุปกรณ์หรือท่อในห้องปั๊มเสียหาย, ทำให้ห้องปั๊มจมอยู่ใต้น้ำอย่างร้ายแรง, ทำให้มีผู้เสียชีวิตและอุบัติเหตุร้ายแรงอื่น ๆ และส่งผลกระทบต่อการผลิตและชีวิต
มาตรการป้องกันเพื่อกำจัดหรือบรรเทาค้อนน้ำ
มีมาตรการป้องกันค้อนน้ำมากมาย แต่ต้องใช้มาตรการที่แตกต่างกันตามสาเหตุที่เป็นไปได้ของค้อนน้ำ
1. การลดอัตราการไหลของท่อส่งน้ำสามารถลดแรงดันค้อนน้ำได้ในระดับหนึ่ง แต่จะเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อส่งน้ำและเพิ่มการลงทุนโครงการเมื่อวางท่อส่งน้ำ ควรคำนึงถึงการหลีกเลี่ยงเนินดินหรือการเปลี่ยนแปลงทางลาดอย่างรุนแรงขนาดของค้อนน้ำเมื่อปั๊มหยุดทำงานส่วนใหญ่จะสัมพันธ์กับส่วนหัวทางเรขาคณิตของห้องปั๊มยิ่งหัวเรขาคณิตสูงเท่าไร ค้อนน้ำก็จะยิ่งมากขึ้นเมื่อปั๊มหยุดทำงานดังนั้นควรเลือกหัวปั๊มที่เหมาะสมตามสภาพท้องถิ่นที่เกิดขึ้นจริงหลังจากหยุดปั๊มโดยอุบัติเหตุ ให้รอจนกระทั่งท่อด้านหลังเช็ควาล์วเต็มไปด้วยน้ำก่อนสตาร์ทปั๊มอย่าเปิดวาล์วทางออกของปั๊มน้ำจนสุดเมื่อสตาร์ทปั๊ม มิฉะนั้น จะโดนน้ำกระทบได้มากอุบัติเหตุค้อนน้ำที่สำคัญส่วนใหญ่ในสถานีสูบน้ำหลายแห่งเกิดขึ้นภายใต้สถานการณ์เช่นนี้
2. ติดตั้งเครื่องกำจัดค้อนน้ำ
(1) การใช้เทคโนโลยีควบคุมแรงดันคงที่:
เนื่องจากแรงดันของโครงข่ายท่อจ่ายน้ำเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องตามสภาพการทำงานที่เปลี่ยนแปลง แรงดันต่ำหรือแรงดันเกินมักเกิดขึ้นระหว่างการทำงานของระบบ ซึ่งเสี่ยงต่อการเกิดค้อนน้ำ ส่งผลให้ท่อและอุปกรณ์เสียหายได้ระบบควบคุมอัตโนมัติถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมความดันของเครือข่ายท่อการตรวจจับ การควบคุมการป้อนกลับของการสตาร์ท การหยุด และการปรับความเร็วของปั๊มน้ำ ควบคุมการไหล และรักษาแรงดันให้อยู่ในระดับหนึ่งสามารถตั้งค่าแรงดันน้ำประปาของปั๊มได้โดยการควบคุมไมโครคอมพิวเตอร์เพื่อรักษาแรงดันน้ำประปาให้คงที่ และหลีกเลี่ยงความผันผวนของแรงดันมากเกินไปโอกาสของค้อนจะลดลง
(2) ติดตั้งเครื่องกำจัดค้อนน้ำ
อุปกรณ์นี้จะป้องกันค้อนน้ำเป็นหลักเมื่อปั๊มหยุดทำงานโดยทั่วไปจะติดตั้งไว้ใกล้กับท่อทางออกของปั๊มน้ำใช้แรงดันของท่อเป็นพลังงานในการดำเนินการอัตโนมัติด้วยแรงดันต่ำ นั่นคือ เมื่อแรงดันในท่อต่ำกว่าค่าป้องกันที่ตั้งไว้ ท่อระบายน้ำจะเปิดและปล่อยน้ำโดยอัตโนมัติการระบายแรงดันเพื่อปรับสมดุลแรงดันของท่อในพื้นที่ และป้องกันผลกระทบของค้อนน้ำบนอุปกรณ์และท่อโดยทั่วไป เครื่องกำจัดสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท: แบบเครื่องกลและแบบไฮดรอลิกรีเซ็ต
3) ติดตั้งเช็ควาล์วปิดช้าบนท่อทางออกของปั๊มน้ำลำกล้องขนาดใหญ่
สามารถกำจัดค้อนน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อปั๊มหยุดทำงาน แต่เนื่องจากมีน้ำไหลย้อนกลับจำนวนหนึ่งเมื่อวาล์วทำงาน บ่อดูดจะต้องมีท่อล้นเช็ควาล์วปิดช้ามีสองประเภท: ประเภทค้อนและประเภทกักเก็บพลังงานวาล์วชนิดนี้สามารถปรับเวลาปิดของวาล์วให้อยู่ในช่วงที่กำหนดได้ตามความต้องการโดยทั่วไปวาล์ว 70% ถึง 80% จะปิดภายใน 3 ถึง 7 วินาทีหลังจากไฟฟ้าดับ และเวลาปิดที่เหลืออีก 20% ถึง 30% จะถูกปรับตามเงื่อนไขของปั๊มน้ำและท่อโดยทั่วไป ในช่วง 10 ถึง 30 วินาทีเป็นที่น่าสังเกตว่าเช็ควาล์วที่ปิดช้านั้นมีประสิทธิภาพมากเมื่อมีโคกในท่อเพื่อเชื่อมค้อนน้ำ
(4) ติดตั้งหอไฟกระชากทางเดียว
สร้างขึ้นใกล้สถานีสูบน้ำหรือในตำแหน่งที่เหมาะสมของท่อส่งน้ำ และความสูงของหอไฟกระชากทางเดียวต่ำกว่าแรงดันท่อที่นั่นเมื่อความดันในท่อต่ำกว่าระดับน้ำในหอคอย หอไฟกระชากจะจ่ายน้ำให้กับท่อเพื่อป้องกันไม่ให้เสาน้ำแตกและหลีกเลี่ยงค้อนน้ำอย่างไรก็ตาม ผลกระทบจากการลดแรงดันต่อค้อนน้ำนอกเหนือจากค้อนน้ำหยุดปั๊ม เช่น ค้อนน้ำปิดวาล์ว นั้นมีจำกัดนอกจากนี้ ประสิทธิภาพของวาล์วทางเดียวที่ใช้ในหอไฟกระชากทางเดียวจะต้องเชื่อถือได้อย่างแน่นอนเมื่อวาล์วชำรุดอาจนำไปสู่อุบัติเหตุร้ายแรงได้
(5) ติดตั้งท่อบายพาส (วาล์ว) ในสถานีสูบน้ำ
เมื่อระบบปั๊มทำงานตามปกติ เช็ควาล์วจะปิด เนื่องจากแรงดันน้ำที่ฝั่งแรงดันน้ำของปั๊มสูงกว่าแรงดันน้ำที่ฝั่งดูดเมื่อไฟฟ้าดับกะทันหันทำให้ปั๊มหยุดทำงาน แรงดันที่ทางออกของสถานีสูบน้ำจะลดลงอย่างรวดเร็ว ในขณะที่แรงดันที่ด้านดูดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วภายใต้แรงดันต่างนี้ น้ำแรงดันสูงชั่วคราวในท่อหลักดูดน้ำคือน้ำแรงดันต่ำชั่วคราวที่ดันแผ่นเช็ควาล์วออกไปและไหลไปยังท่อหลักของน้ำแรงดัน และเพิ่มแรงดันน้ำต่ำที่นั่นในทางกลับกันปั๊มน้ำ บูสต์ค้อนน้ำด้านดูดก็ลดลงเช่นกันด้วยวิธีนี้ จะมีการควบคุมการขึ้นและลงของค้อนน้ำทั้งสองด้านของสถานีสูบน้ำ ซึ่งช่วยลดและป้องกันอันตรายจากค้อนน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(6) ตั้งเช็ควาล์วแบบหลายขั้นตอน
ในท่อส่งน้ำที่ยาวกว่า ให้เพิ่มเช็ควาล์วอย่างน้อยหนึ่งตัว แบ่งท่อส่งน้ำออกเป็นหลายส่วน และตั้งเช็ควาล์วในแต่ละส่วนเมื่อน้ำในท่อน้ำไหลย้อนกลับในระหว่างกระบวนการค้อนน้ำ เช็ควาล์วจะปิดทีละส่วนเพื่อแบ่งการไหลย้อนกลับออกเป็นหลายส่วนเนื่องจากหัวไฮโดรสแตติกในแต่ละส่วนของท่อน้ำ (หรือส่วนไหลย้อน) มีขนาดค่อนข้างเล็ก อัตราการไหลของน้ำจึงลดลงค้อนบูสต์มาตรการป้องกันนี้สามารถนำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในสถานการณ์ที่ความสูงของแหล่งจ่ายน้ำทางเรขาคณิตแตกต่างกันมากแต่ไม่สามารถขจัดความเป็นไปได้ของการแยกคอลัมน์น้ำได้ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดคือ: การใช้พลังงานของปั๊มน้ำเพิ่มขึ้นระหว่างการทำงานปกติและค่าน้ำประปาเพิ่มขึ้น
(7) มีการติดตั้งอุปกรณ์จ่ายไอเสียและอากาศอัตโนมัติที่จุดสูงสุดของท่อเพื่อลดผลกระทบของค้อนน้ำบนท่อ
เวลาโพสต์: 23 พ.ย.-2022