búa nước là gì?
Búa nước bị mất điện đột ngột hoặc trong van đóng quá nhanh, do quán tính của dòng nước áp lực, sóng xung kích dòng chảy được tạo ra, giống như một cái búa, nên được gọi là búa nước.Lực qua lại của sóng xung kích nước, đôi khi lớn, có thể làm gãy van và máy bơm.
Khi một van đang mở bị đóng lại đột ngột, dòng nước sẽ tạo một áp lực lên van và thành ống.Do thành ống nhẵn, dòng nước tiếp theo dưới tác động của quán tính nhanh chóng đạt cực đại và tạo ra hiệu ứng phá hoại, đó là "hiệu ứng búa nước" trong cơ học chất lỏng, tức là búa nước dương.Yếu tố này cần được xem xét trong việc xây dựng đường ống cấp nước.
Ngược lại, van đang đóng đột ngột mở ra cũng sẽ sinh ra búa nước, gọi là búa nước âm, cũng có sức công phá nhất định, nhưng không nhiều bằng loại trước.Bộ phận bơm điện cũng sẽ gây ra tác động của áp suất và hiệu ứng búa nước khi nguồn điện bị cắt hoặc khởi động đột ngột.Sóng xung kích của áp suất như vậy lan truyền dọc theo đường ống, dễ dẫn đến quá áp cục bộ của đường ống, gây vỡ đường ống và hư hỏng thiết bị.Do đó, việc bảo vệ hiệu ứng búa nước trở thành một trong những công nghệ quan trọng của kỹ thuật cấp nước.
Điều kiện của búa nước:
1. Van mở hoặc đóng đột ngột;
2. Bộ phận máy bơm dừng hoặc khởi động đột ngột;
3. Ống đơn dẫn nước lên cao (chênh lệch địa hình cấp nước trên 20 mét);
4. Tổng cột áp (hoặc áp suất làm việc) của máy bơm lớn;
5. Tốc độ dòng nước trong đường ống dẫn nước quá lớn;
6. Đường ống dẫn nước quá dài, địa hình thay đổi nhiều.
Tác hại của hiệu ứng búa nước:
Sự gia tăng áp suất do búa nước gây ra có thể đạt tới vài lần, thậm chí hàng chục lần so với áp suất làm việc bình thường của đường ống. Tác hại chính của sự dao động áp suất lớn này đối với hệ thống đường ống là:
1. Gây rung động mạnh cho đường ống, mối nối ống bị ngắt kết nối;
2. Hỏng van, áp suất quá cao nghiêm trọng gây vỡ đường ống, giảm áp lực mạng lưới cấp nước;
3. Ngược lại, áp suất quá thấp sẽ dẫn đến sự sụp đổ của đường ống, mà còn làm hỏng van và vật cố định;
4. Làm đảo chiều máy bơm, làm hỏng thiết bị phòng bơm hoặc đường ống dẫn, làm cho phòng bơm bị ngập nước nghiêm trọng, dẫn đến thương vong và các tai nạn nghiêm trọng khác, ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống.
Các biện pháp bảo vệ để loại bỏ hoặc giảm thiểu búa nước:
Có nhiều biện pháp bảo vệ chống lại búa nước, nhưng các biện pháp khác nhau nên được thực hiện tùy theo nguyên nhân có thể gây ra búa nước.
1. Việc giảm tốc độ dòng chảy của đường ống dẫn nước có thể làm giảm áp lực búa nước ở một mức độ nhất định, nhưng nó sẽ làm tăng đường kính của ống dẫn nước và tăng vốn đầu tư của dự án.Việc phân bố các đường dẫn nước cần được xem xét để tránh xảy ra hiện tượng lồi lõm hoặc thay đổi độ dốc đột ngột.Kích thước của búa nước chủ yếu liên quan đến đầu hình học của phòng bơm.Đầu hình học càng cao thì giá trị của búa nước càng lớn.Do đó, nên lựa chọn cột áp bơm hợp lý theo tình hình thực tế của địa phương.Sau khi máy bơm dừng lại trong một sự cố, máy bơm sẽ được khởi động khi đường ống phía sau van kiểm tra được đổ đầy nước.Không mở hoàn toàn van đầu ra của máy bơm khi khởi động máy bơm, nếu không nó sẽ tạo ra tác động lớn của nước.Nhiều tai nạn búa nước lớn ở các trạm bơm xảy ra trong điều kiện này.
2. Lắp đặt thiết bị khử búa nước:
(1) Công nghệ kiểm soát áp suất không đổi:
Do áp suất của mạng lưới cấp nước liên tục thay đổi theo sự thay đổi của điều kiện làm việc nên trong quá trình vận hành hệ thống thường xảy ra hiện tượng áp suất thấp hoặc áp suất quá cao, dễ sinh ra hiện tượng búa nước, dẫn đến hư hỏng đường ống và thiết bị. .Hệ thống điều khiển tự động được áp dụng, thông qua việc phát hiện áp suất mạng lưới đường ống, điều khiển phản hồi khi khởi động, dừng và điều chỉnh tốc độ bơm, điều khiển lưu lượng, sau đó làm cho áp suất duy trì ở một mức nhất định. Áp suất cấp nước của máy bơm có thể được thiết lập bởi điều khiển máy vi tính để duy trì nguồn cung cấp nước áp suất không đổi, tránh biến động áp suất quá mức và giảm xác suất búa nước.
(2) Lắp đặt bộ khử búa nước
Thiết bị này chủ yếu ngăn búa nước dừng máy bơm, thiết bị này thường được lắp đặt gần đường ống xả của máy bơm.Nó sử dụng áp suất của chính đường ống làm năng lượng để thực hiện hành động tự động áp suất thấp, nghĩa là khi áp suất trong đường ống thấp hơn giá trị bảo vệ đã đặt, cổng xả sẽ tự động mở xả nước và giảm áp suất, vì vậy để cân bằng áp suất của đường ống cục bộ và ngăn chặn tác động của búa nước lên thiết bị và đường ống.Bộ khử thường có thể được chia thành hai loại cơ học và thủy lực, bộ khử cơ học hoạt động bằng cách phục hồi thủ công, bộ khử thủy lực có thể tự động thiết lập lại.
(3)Lắp đặt van một chiều đóng chậm trên đường ống xả của máy bơm nước có đường kính lớn.
Nó có thể loại bỏ hiệu quả búa nước dừng máy bơm, nhưng do có một lượng nước chảy ngược nhất định trong quá trình hoạt động của van nên giếng hút phải có ống tràn.Có hai loại van một chiều đóng chậm: loại búa nặng và loại lưu trữ năng lượng.Van này có thể điều chỉnh thời gian đóng van trong một khoảng nhất định khi cần thiết.Nói chung, van được đóng từ 70% ~ 80% trong vòng 3 ~ 7 giây sau khi mất điện và 20% ~ 30% thời gian đóng còn lại được điều chỉnh theo các điều kiện của máy bơm và đường ống, thường trong phạm vi 10 ~ 30 giây.Điều đáng chú ý là khi có một cái bướu trong đường ống và búa nước cầu xảy ra, vai trò của van một chiều đóng chậm là rất hiệu quả.
(4) Đặt tháp điều áp một chiều
Được xây dựng gần trạm bơm hoặc tại vị trí thích hợp của đường ống, chiều cao của tháp tăng áp một chiều thấp hơn áp suất đường ống tại đó.Khi áp suất trong đường ống thấp hơn mực nước trong tháp, tháp tăng áp sẽ bổ sung nước vào đường ống để ngăn cột nước bị vỡ và tránh hiện tượng búa nước bắc cầu.Tuy nhiên, tác dụng giảm áp suất của nó đối với búa nước khác với búa nước dừng bơm như búa nước đóng van bị hạn chế.Ngoài ra, hiệu suất của van một chiều sử dụng trong tháp điều áp một chiều là tuyệt đối đáng tin cậy.Một khi van bị lỗi có thể dẫn đến sự cố xảy ra trên diện rộng.
(5) Đặt đường ống nhánh ( van ) trong trạm bơm.
Trong quá trình hoạt động bình thường của hệ thống máy bơm, van một chiều sẽ đóng vì áp lực nước ở phía nước của máy bơm cao hơn áp lực nước ở phía hút.Khi máy bơm bị dừng đột ngột sau sự cố, áp suất ở đầu ra của trạm bơm giảm mạnh, trong khi áp suất ở phía hút tăng mạnh.Dưới áp suất chênh lệch này, nước áp suất cao thoáng qua trong đường ống chính hấp thụ nước là nước áp suất thấp thoáng qua đẩy tấm van kiểm tra vào đường ống chính nước áp suất và làm tăng áp suất nước thấp ở đó.Mặt khác, áp lực búa nước ở phía hút của máy bơm cũng giảm.Bằng cách này, sự tăng giảm của búa nước ở cả hai bên của trạm bơm được kiểm soát, do đó giảm thiểu và ngăn chặn hiệu quả tác hại của búa nước.
(6) Đặt van kiểm tra nhiều tầng
Trong một đường ống dẫn nước dài, một hoặc nhiều van kiểm tra được thêm vào để chia đường ống dẫn nước thành nhiều phần và van kiểm tra được đặt trên mỗi phần.Khi nước trong đường ống vận chuyển nước chảy ngược trong quá trình búa nước, từng van một chiều sẽ lần lượt đóng lại để chia dòng nước rửa ngược thành nhiều đoạn.Do cột áp thủy tĩnh trong mỗi ống dẫn nước (hoặc phần dòng nước rửa ngược) khá nhỏ nên áp suất búa nước tăng lên giảm.Biện pháp bảo vệ này có thể được sử dụng hiệu quả trong trường hợp chênh lệch cao trình cấp nước hình học lớn.Nhưng không thể loại bỏ khả năng tách cột nước.Nhược điểm lớn nhất của nó là làm tăng mức tiêu thụ điện năng của máy bơm và tăng chi phí cấp nước trong quá trình hoạt động bình thường.
(7) Thiết bị cấp khí và xả tự động được đặt ở điểm cao nhất của đường ống để giảm ảnh hưởng của búa nước lên đường ống.
Thời gian đăng: Jan-11-2023