Bagaimana untuk Mengurangkan Kemudaratan yang Disebabkan oleh Tukul Air?

2024-12-25

Apakah Fenomena Water Hammer?

Tukul air berlaku apabila, disebabkan kegagalan kuasa secara tiba-tiba atau penutupan injap pantas, inersia aliran air menghasilkan gelombang kejutan, serupa dengan kesan tukul, oleh itu istilah "tukul air."

Di stesen pam, tukul air boleh dikategorikan kepada tukul air mula, tukul air penutup injap dan tukul air penutupan pam (yang berlaku disebabkan gangguan bekalan elektrik secara tiba-tiba atau punca yang serupa). Dua jenis tukul air pertama, di bawah prosedur operasi biasa, tidak menimbulkan risiko yang ketara kepada keselamatan peralatan. Walau bagaimanapun, tekanan yang disebabkan oleh tukul air penutupan pam selalunya sangat tinggi dan boleh menyebabkan kemalangan.

Apakah Fenomena Tukul Air Penutupan Pam?

Apa yang dipanggil "tukul air penutupan pam" merujuk kepada fenomena kejutan hidraulik yang disebabkan oleh perubahan mendadak dalam halaju aliran dalam pam dan saluran paip tekanan apabila injap ditutup semasa kegagalan kuasa atau sebab lain, yang membawa kepada turun naik tekanan. Contohnya, kerosakan pada sistem kuasa atau peralatan elektrik, atau kegagalan sekali-sekala dalam unit pam, boleh menyebabkan penutupan injap pam emparan, mencetuskan tukul air penutupan pam.

Tekanan puncak tukul air penutupan pam boleh mencapai 200% daripada tekanan operasi biasa, atau lebih tinggi lagi, yang boleh menyebabkan kerosakan saluran paip dan peralatan. Kemalangan biasa mengakibatkan "kebocoran air" atau gangguan bekalan air, manakala kemalangan teruk boleh menyebabkan banjir di stesen pam, kerosakan peralatan, kemusnahan kemudahan, dan juga kecederaan peribadi atau kematian.

Bagaimana untuk Mengurangkan Kemudaratan yang Disebabkan oleh Tukul Air?

Tukul air adalah isu biasa dalam sistem pengagihan air, dan terdapat pelbagai langkah perlindungan yang tersedia untuk mengurangkan kesannya. Walau bagaimanapun, langkah-langkah ini mesti disesuaikan dengan punca khusus tukul air. Di bawah adalah beberapa kaedah yang biasa digunakan:

Mengurangkan Kadar Aliran dalam Saluran Paip:

Menurunkan kadar aliran dalam saluran paip boleh mengurangkan tekanan tukul air sedikit sebanyak. Walau bagaimanapun, ini mungkin memerlukan peningkatan diameter paip, yang menambah kos projek. Apabila meletakkan saluran paip, adalah penting untuk mengelakkan situasi di mana terdapat perubahan mendadak dalam cerun atau pembentukan bonggol (titik tinggi) dalam garisan.

Selain itu, mengurangkan panjang saluran paip boleh membantu, kerana saluran paip yang lebih panjang biasanya menghasilkan tukul air yang lebih besar semasa penutupan pam. Satu pendekatan adalah dengan membelah stesen pam tunggal kepada dua dan menggunakan telaga sedutan untuk menyambungkan kedua-dua stesen.

Magnitud tukul air semasa penutupan pam terutamanya berkaitan dengan kepala geometri stesen pam. Lebih tinggi kepala geometri, lebih besar potensi tukul air. Oleh itu, adalah penting untuk memilih kepala pam yang sesuai berdasarkan keadaan setempat.

Selepas penutupan pam, sistem harus menunggu paip di hilir injap sehala diisi dengan air sebelum memulakan semula pam. Semasa permulaan pam, adalah penting untuk tidak membuka injap keluar pam sepenuhnya, kerana ini boleh menyebabkan tukul air yang ketara. Banyak insiden tukul air utama di stesen pam berlaku di bawah keadaan ini.

Memasang Peranti Tebatan Tukul Air:

(1) Mengguna pakai Teknologi Kawalan Tekanan Malar:

Sistem kawalan automatik PLC (Programmable Logic Controller) boleh digunakan untuk melaraskan kelajuan pam melalui kawalan frekuensi berubah-ubah. Oleh kerana tekanan dalam rangkaian pengagihan air berubah-ubah dengan perubahan keadaan operasi, lonjakan atau penurunan tekanan adalah perkara biasa, yang membawa kepada risiko tukul air dan kerosakan pada paip dan peralatan. Dengan memantau tekanan dan mengawal operasi pam—menghidupkan atau mematikannya, atau melaraskan kelajuannya—sistem mengekalkan tekanan malar. Ini membantu mengelakkan turun naik tekanan yang besar dan mengurangkan kemungkinan tukul air.

(2) Memasang Penahan Tukul Air:

Peranti ini terutamanya menghalang tukul air yang disebabkan oleh penutupan pam dan biasanya dipasang berhampiran alur keluar pam. Mereka menggunakan tekanan dalam saluran paip untuk mengaktifkan injap pelepas tekanan apabila tekanan jatuh di bawah ambang yang ditetapkan, membolehkan air dilepaskan untuk melegakan tekanan. Ini membantu mengimbangi tekanan saluran paip tempatan dan mengelakkan kerosakan daripada tukul air. Penahan tukul air biasanya terdapat dalam jenis mekanikal dan hidraulik. Penangkap mekanikal memerlukan tetapan semula manual selepas pengaktifan, manakala penangkap hidraulik ditetapkan semula secara automatik.

(3) Memasang Injap Semak Penutupan Lambat pada Paip Berdiameter Besar:

Injap sehala menutup perlahan boleh mengurangkan tukul air yang disebabkan oleh penutupan pam. Walau bagaimanapun, kerana tindakan injap membenarkan beberapa air mengalir balik, ia memerlukan paip limpahan dalam telaga sedutan. Injap sehala tutup perlahan datang dalam dua jenis: jenis berasaskan berat dan penyimpan tenaga. Injap ini boleh dilaraskan untuk ditutup dalam jangka masa tertentu. Biasanya, injap ditutup 70%-80% dalam masa 3 hingga 7 saat selepas kegagalan kuasa, dengan baki 20%-30% penutupan mengambil masa 10 hingga 30 saat, bergantung pada keadaan pam dan saluran paip. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa apabila terdapat titik tinggi (bonggol) dalam saluran paip, tukul air yang disebabkan oleh pemisahan lajur mungkin berlaku, di mana injap sehala penutupan perlahan kurang berkesan.

(4) Memasang Menara Pengawal Tekanan Sehala:

Menara pengawal selia tekanan sehala boleh dibina berhampiran stesen pam atau pada titik yang sesuai dalam saluran paip. Paras air menara harus lebih rendah daripada tekanan saluran paip pada ketika itu. Apabila tekanan saluran paip jatuh di bawah paras air menara, air ditambah dari menara ke saluran paip untuk mengelakkan tiang air daripada berpisah dan untuk mengelakkan tukul air. Walau bagaimanapun, langkah ini tidak begitu berkesan untuk menghalang tukul air yang disebabkan oleh penutupan injap. Selain itu, injap sehala yang digunakan dalam menara mestilah boleh dipercayai, kerana kegagalan boleh membawa kepada tukul air yang ketara.

(5) Memasang Paip Pintasan (Injap) di Stesen Pam:

Dalam keadaan biasa, tekanan pada bahagian pelepasan pam adalah lebih tinggi daripada bahagian sedutan, menyebabkan injap sehala ditutup. Apabila kegagalan kuasa secara tiba-tiba berlaku, tekanan pada bahagian pelepasan pam turun dengan mendadak, manakala tekanan bahagian sedutan meningkat secara mendadak. Perbezaan tekanan memaksa air tekanan tinggi sementara dalam saluran paip sedutan untuk menolak injap sehala, menghantar air ke bahagian pelepasan tekanan rendah. Proses ini membantu menyamakan tekanan pada kedua-dua belah pam, mengurangkan kemungkinan tukul air.

(6) Memasang Injap Semak Berbilang:

Untuk saluran paip yang panjang, memasang berbilang injap sehala boleh membahagikan saluran paip kepada beberapa bahagian. Setiap bahagian akan mempunyai injap sehala sendiri. Sekiranya berlaku penukul air, aliran air dibahagikan kepada bahagian yang lebih kecil kerana setiap injap sehala ditutup mengikut urutan. Kepala tekanan yang lebih kecil dalam setiap bahagian mengurangkan magnitud tukul air. Kaedah ini amat berguna untuk sistem dengan perbezaan kepala menegak yang besar. Walau bagaimanapun, ia tidak dapat menghapuskan risiko pemisahan lajur air. Kelemahan utama ialah semasa operasi biasa, ia meningkatkan penggunaan tenaga pam dan kos operasi.

Dengan melaksanakan strategi ini, adalah mungkin untuk mengurangkan kesan tukul air dengan berkesan pada sistem bekalan air, memastikan kedua-dua keselamatan dan kecekapan dalam operasi.

Jika anda berminat dengan artikel ini atau mempunyai sebarang soalan mengenainya, sila kontrak saya dengan bebas pada bila-bila masa~~~

whatsapp: +86 18159365159

E-mel:victor@gntvalve.com

Sebelumnya:Bagaimana untuk Melindungi Terhadap Pump Trip Water Hammer?

Seterusnya:Aksesori utama injap kawalan