پدیده چکش آب چیست؟
چکش آبی زمانی اتفاق میافتد که به دلیل قطع ناگهانی برق یا بسته شدن سریع شیر، اینرسی جریان آب یک موج ضربهای ایجاد میکند، شبیه به ضربه چکش، از این رو اصطلاح «چکش آب» را میگویند.
در ایستگاه های پمپ، چکش آب را می توان به چکش آب راه اندازی، چکش آب بستن سوپاپ و چکش آب خاموش کننده پمپ (که به دلیل قطع ناگهانی برق یا دلایل مشابه رخ می دهد) طبقه بندی کرد. دو نوع اول چکش آبی، تحت رویه های عملیاتی معمولی، خطر قابل توجهی برای ایمنی تجهیزات ایجاد نمی کنند. با این حال، فشار ناشی از چکش آب خاموش شدن پمپ اغلب بسیار زیاد است و می تواند منجر به حوادث شود.
پدیده چکش آب خاموش شدن پمپ چیست؟
چکش آب خاموش کردن پمپ به پدیده شوک هیدرولیکی ناشی از تغییر ناگهانی سرعت جریان در پمپ و خط لوله فشار هنگام بسته شدن شیر در هنگام قطع برق یا دلایل دیگر اشاره دارد که منجر به نوسانات فشار می شود. به عنوان مثال، نقص در سیستم قدرت یا تجهیزات الکتریکی، یا خرابی های گاه به گاه در واحد پمپ، می تواند منجر به بسته شدن دریچه پمپ گریز از مرکز شود و باعث ایجاد چکش آب خاموش شدن پمپ شود.
اوج فشار چکش آب خاموش کننده پمپ می تواند به 200٪ فشار کاری معمولی یا حتی بیشتر برسد که می تواند باعث آسیب به خط لوله و تجهیزات شود. حوادث متداول منجر به "نشت آب" یا قطع آب می شود، در حالی که حوادث شدید ممکن است باعث سیل در ایستگاه پمپاژ، آسیب به تجهیزات، تخریب تاسیسات، و حتی جراحات یا تلفات جانی شود.
چگونه می توان آسیب های ناشی از چکش آبی را کاهش داد؟
چکش آب یک مسئله رایج در سیستم های توزیع آب است و اقدامات حفاظتی مختلفی برای کاهش اثرات آن وجود دارد. با این حال، این اقدامات باید متناسب با علل خاص چکش آبی باشد. در زیر برخی از روش های رایج استفاده می شود:
کاهش نرخ جریان در خط لوله:
کاهش سرعت جریان در خط لوله می تواند فشار چکش آب را تا حدودی کاهش دهد. با این حال، این ممکن است نیاز به افزایش قطر لوله داشته باشد که به هزینه های پروژه می افزاید. هنگام طرح ریزی خط لوله، اجتناب از موقعیت هایی که در آن تغییرات ناگهانی در شیب یا ایجاد قوز (نقاط مرتفع) در خط وجود دارد، ضروری است.
علاوه بر این، کاهش طول خط لوله می تواند کمک کننده باشد، زیرا خطوط لوله طولانی تر معمولاً منجر به چکش آب بیشتر در هنگام خاموش شدن پمپ می شود. یک روش این است که یک ایستگاه پمپ را به دو قسمت تقسیم کنید و از یک چاه مکش برای اتصال دو ایستگاه استفاده کنید.
بزرگی چکش آب در هنگام خاموش شدن پمپ عمدتاً به سر هندسی ایستگاه پمپ مربوط می شود. هرچه هد هندسی بالاتر باشد، پتانسیل چکش آبی بیشتر است. بنابراین، انتخاب یک هد پمپ مناسب بر اساس شرایط محلی مهم است.
پس از خاموش شدن پمپ، سیستم باید منتظر بماند تا لوله پایین دست شیر چک با آب پر شود و پمپ را دوباره راه اندازی کند. در طول راه اندازی پمپ، بسیار مهم است که دریچه خروجی پمپ را به طور کامل باز نکنید، زیرا این امر می تواند باعث چکش آب قابل توجهی شود. بسیاری از حوادث مهم چکش آب در ایستگاه های پمپ در این شرایط رخ می دهد.
نصب دستگاه های کاهش دهنده چکش آب:
(1) اتخاذ فناوری کنترل فشار ثابت:
یک سیستم کنترل خودکار PLC (کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی) می تواند برای تنظیم سرعت پمپ ها از طریق کنترل فرکانس متغیر استفاده شود. از آنجایی که فشار در شبکه توزیع آب با تغییر شرایط عملیاتی نوسان می کند، افزایش یا افت فشار رایج است که منجر به خطر چکش آب و آسیب به لوله ها و تجهیزات می شود. با نظارت بر فشار و کنترل عملکرد پمپ ها - روشن یا خاموش کردن آنها یا تنظیم سرعت آنها - سیستم فشار ثابتی را حفظ می کند. این به جلوگیری از نوسانات فشار زیاد کمک می کند و احتمال چکش آب را کاهش می دهد.
(2) نصب آبگیرهای چکشی:
این دستگاه ها در درجه اول از چکش آب ناشی از خاموش شدن پمپ جلوگیری می کنند و معمولاً در نزدیکی خروجی پمپ نصب می شوند. آنها از فشار درون خط لوله برای فعال کردن یک شیر فشار شکن استفاده می کنند که فشار به زیر یک آستانه تعیین شده کاهش می یابد و اجازه می دهد آب برای کاهش فشار تخلیه شود. این به تعادل فشارهای محلی خط لوله و جلوگیری از آسیب ناشی از چکش آب کمک می کند. آبگیرهای چکش به طور کلی در انواع مکانیکی و هیدرولیکی موجود هستند. برقگیرهای مکانیکی پس از فعال سازی نیاز به تنظیم مجدد دستی دارند، در حالی که برقگیرهای هیدرولیک به طور خودکار تنظیم مجدد می شوند.
(3) نصب دریچه های بازرسی آهسته بر روی لوله های با قطر بزرگ:
دریچه های بازرسی آهسته می توانند به طور موثری چکش آب ناشی از خاموش شدن پمپ را کاهش دهند. با این حال، از آنجا که عملکرد شیر اجازه می دهد تا مقداری آب به عقب برگردد، نیاز به یک لوله سرریز در چاه مکش دارد. شیرهای برگشت آهسته در دو نوع هستند: انواع مبتنی بر وزن و ذخیره انرژی. این شیرها را می توان تنظیم کرد تا در یک بازه زمانی خاص بسته شوند. به طور معمول، شیر بین 3 تا 7 ثانیه پس از قطع برق بین 70 تا 80 درصد بسته می شود و 20 تا 30 درصد باقی مانده بسته شدن بسته به شرایط پمپ و خط لوله، 10 تا 30 ثانیه طول می کشد. توجه به این نکته حائز اهمیت است که هنگامی که نقاط بلند (قوز) در خط لوله وجود دارد، چکش آب ناشی از جداسازی ستون ممکن است رخ دهد، در این صورت شیر برگشتی با آهسته بسته شدن کارایی کمتری دارد.
(4) نصب برج تنظیم فشار یک طرفه:
یک برج تنظیم فشار یک طرفه را می توان در نزدیکی ایستگاه پمپاژ یا در یک نقطه مناسب در خط لوله ساخت. سطح آب برج باید کمتر از فشار خط لوله در آن نقطه باشد. هنگامی که فشار خط لوله به زیر سطح آب برج میرسد، آب از برج به خط لوله اضافه میشود تا از جدا شدن ستون آب و جلوگیری از ضربه زدن به آب جلوگیری شود. با این حال، این اقدام برای جلوگیری از چکش آب ناشی از بسته شدن دریچه ها چندان مؤثر نیست. علاوه بر این، شیر یک طرفه مورد استفاده در برج باید قابل اعتماد باشد، زیرا خرابی می تواند منجر به چکش آب قابل توجهی شود.
(5) نصب لوله های بای پس (شیرها) در ایستگاه های پمپ:
در شرایط عادی، فشار در سمت تخلیه پمپ بیشتر از سمت مکش است و باعث بسته شدن شیر چک می شود. هنگامی که قطع برق ناگهانی رخ می دهد، فشار در سمت تخلیه پمپ به شدت کاهش می یابد، در حالی که فشار سمت مکش به طور چشمگیری افزایش می یابد. اختلاف فشار، آب گذرا و پرفشار در خط لوله مکش را وادار می کند تا شیر چک را باز کند و آب را به سمت تخلیه کم فشار می فرستد. این فرآیند به یکسان شدن فشار در دو طرف پمپ کمک می کند و احتمال چکش آب را کاهش می دهد.
(6) نصب چندین شیر چک:
برای خطوط لوله طولانی، نصب چندین شیر چک می تواند خط لوله را به بخش هایی تقسیم کند. هر بخش دارای شیر چک مخصوص به خود است. در صورت چکش آب، جریان آب به بخشهای کوچکتری تقسیم میشود، زیرا هر شیر چک به ترتیب بسته میشود. هد فشار کوچکتر در هر بخش، بزرگی چکش آب را کاهش می دهد. این روش به ویژه برای سیستم هایی با اختلاف سر عمودی زیاد مفید است. با این حال، نمی تواند خطر جدا شدن ستون آب را از بین ببرد. یک اشکال عمده این است که در طول کارکرد عادی، مصرف انرژی پمپ و هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد.
با اجرای این استراتژی ها، می توان به طور موثر تاثیر چکش آب بر سیستم تامین آب را کاهش داد و از ایمنی و کارایی در بهره برداری اطمینان حاصل کرد.
اگر به این مقاله علاقه مند هستید یا سؤالی در مورد آن دارید، لطفاً در هر زمان آزادانه با من قرارداد ببندید~~~
واتساپ: +86 18159365159
ایمیل: victor@gntvalve.com