¿Cómo prevenir el efecto golpe de ariete en los sistemas de tuberías?
Después de instalar la sala de bombas y el sistema de tuberías, a menudo se encuentra que cuando el sistema está funcionando, cuando se detiene la bomba o se corta la energía, el sistema de tuberías tendrá un gran impacto de agua, lo que afectará la bomba de agua y las válvulas. y tuberías, y algunos golpes de ariete pueden ser muy leves, pero algunos son muy graves y, lo que es peor, provocarán accidentes graves de calidad. Por ejemplo, los discos de válvulas, las aspas de las bombas de agua, los sistemas de tuberías, etc., se rompen o se rompen con el agua. martillo Este tipo de daño es causado por golpe de ariete.
1. ¿Qué es el golpe de ariete?
El efecto de golpe de ariete significa que dentro de la tubería de agua, la pared interior de la tubería es lisa y el agua fluye libremente. Cuando la válvula abierta se cierra repentinamente, el flujo de agua generará presión en la válvula y en la pared de la tubería, principalmente en la válvula. Debido a que la pared de la tubería es lisa, el flujo de agua posterior alcanza rápidamente el máximo bajo la acción de la inercia y produce efectos destructivos: este es el “efecto golpe de ariete” en la mecánica de fluidos, es decir, golpe de ariete positivo.
Este factor debe considerarse en la construcción de tuberías de suministro de agua. Por el contrario, cuando se abre repentinamente una válvula cerrada, también se producirá un golpe de ariete, que se llama golpe de ariete negativo, que también tiene cierto poder destructivo, pero no es tan grande como el primero. Cuando la unidad de bomba de agua eléctrica pierde potencia repentinamente o arranca, también provocará golpes de presión y golpes de ariete. La onda de choque de esta presión se propaga a lo largo de la tubería, lo que puede provocar fácilmente una sobrepresión local en la tubería, provocando su rotura, daños al equipo, etc. Por lo tanto, la protección contra el efecto de golpe de ariete se ha convertido en una de las tecnologías clave en los proyectos de suministro de agua.
2. Condiciones para que se produzca el golpe de ariete
① La válvula se abre o se cierra repentinamente;
② La unidad de bomba de agua se detiene o arranca repentinamente;
③ Una sola tubería transporta agua a lugares altos (la diferencia de altura del terreno de suministro de agua supera los 20 metros);
④ La elevación total (o presión de trabajo) de la bomba de agua es grande;
⑤ La velocidad del agua en la tubería de agua es demasiado alta;
⑥ La tubería de agua es demasiado larga y el terreno cambia mucho.
3. ¿Cuáles son los peligros del efecto golpe de ariete?
El aumento de presión causado por el golpe de ariete puede alcanzar varias veces o incluso decenas de veces la presión de trabajo normal de la tubería. Los principales peligros causados por esta gran fluctuación de presión en el sistema de tuberías incluyen:
① Provoca fuertes vibraciones en la tubería y desconecta las juntas de la tubería;
② Daños a las válvulas, presión excesiva grave que provoca roturas de tuberías y presión reducida en la red de suministro de agua;
③ Por el contrario, una presión demasiado baja hará que la tubería colapse y dañe la válvula y las piezas de fijación;
④ Provocar que la bomba de agua se invierta, dañe el equipo o las tuberías en la sala de bombas, provoque inundaciones graves en la sala de bombas, cause bajas personales y otros accidentes importantes, afectando la producción y la vida.
4. Medidas de protección para eliminar o reducir el golpe de ariete.
Existen muchas medidas de protección contra el golpe de ariete, pero se deben tomar diferentes medidas según las posibles causas del golpe de ariete.
1. Reducir el caudal de las tuberías de agua puede reducir la presión del golpe de ariete hasta cierto punto, pero aumentará el diámetro de las tuberías de agua y aumentará la inversión del proyecto.
Al tender las tuberías de agua, se debe tener en cuenta evitar jorobas o cambios drásticos de pendiente. Reduzca la longitud de la tubería de agua.
Cuanto más larga sea la tubería, mayor será el valor del golpe de ariete cuando se detenga la bomba. De una estación de bombeo a dos estaciones de bombeo, se utiliza un pozo de succión de agua para conectar las dos estaciones de bombeo. El tamaño del golpe de ariete cuando la bomba está parada está relacionado principalmente con la altura geométrica de la sala de bombas: cuanto mayor sea la altura geométrica, mayor será el valor del golpe de ariete cuando la bomba esté parada. Por lo tanto, se debe seleccionar una altura de bomba razonable en función de las condiciones locales reales.
Después de detener la bomba debido a un accidente, espere hasta que la tubería detrás de la válvula de retención esté llena de agua antes de arrancar la bomba. No abra completamente la válvula de salida de la bomba de agua al arrancar la bomba, de lo contrario se producirá un gran impacto de agua. En muchas estaciones de bombeo se producen a menudo accidentes graves por golpes de ariete.
2. Instalar un dispositivo de eliminación de golpes de ariete
① Utilizando tecnología de control de voltaje constante:
Se utiliza un sistema de control automático PLC para controlar la bomba con velocidad de frecuencia variable y para controlar automáticamente el funcionamiento de todo el sistema de la sala de bombas de suministro de agua. Dado que la presión de la red de tuberías de suministro de agua continúa cambiando con los cambios en las condiciones de trabajo, a menudo se produce una presión baja o excesiva durante el funcionamiento del sistema, lo que fácilmente puede causar golpes de ariete, lo que provoca daños a las tuberías y al equipo. para controlar la red de tuberías. Detección de presión, control de retroalimentación del arranque y parada de la bomba de agua y ajuste de velocidad, control de flujo, y así mantener la presión en un cierto nivel. La presión de suministro de agua de la bomba se puede configurar mediante controlar la microcomputadora para mantener el suministro de agua a presión constante y evitar fluctuaciones excesivas de presión. Se reduce la probabilidad de golpe de ariete.
② Instale el eliminador de golpe de ariete
Este dispositivo previene principalmente el golpe de ariete cuando la bomba está parada. Generalmente se instala cerca de la tubería de salida de la bomba de agua. Utiliza la presión de la tubería misma como energía para realizar una acción automática de baja presión. Es decir, cuando la presión en Si la tubería es inferior al valor de protección establecido, el puerto de drenaje se abrirá automáticamente para drenar el agua. El alivio de presión se utiliza para equilibrar la presión de las tuberías locales y evitar el impacto del golpe de ariete en los equipos y las tuberías. Los eliminadores generalmente se pueden dividir en dos Tipos: mecánicos e hidráulicos.Los eliminadores mecánicos se restablecen manualmente después de la acción, mientras que los eliminadores hidráulicos se pueden restablecer automáticamente.
③ Instale una válvula de retención de cierre lento en la tubería de salida de la bomba de agua de gran diámetro
Puede eliminar eficazmente el golpe de ariete cuando se detiene la bomba, pero debido a que una cierta cantidad de agua regresará cuando se active la válvula, el pozo de succión de agua debe tener una tubería de desbordamiento. Hay dos tipos de válvulas de retención de cierre lento: tipo martillo y tipo almacenamiento de energía. Este tipo de válvula puede ajustar el tiempo de cierre de la válvula dentro de un cierto rango según sea necesario. Generalmente, la válvula cierra del 70% al 80% dentro de 3 a 7 segundos después de un corte de energía, el tiempo de cierre restante del 20% al 30% se ajusta de acuerdo con las condiciones de la bomba de agua y la tubería, generalmente en el rango de 10 a 30 segundos. Vale la pena señalar que cuando hay un montículo en la tubería y se produce un golpe de ariete, la función de la válvula de retención de cierre lento es muy limitada.
④ Instalar una torre reguladora de presión unidireccional
Se construye cerca de la estación de bombeo o en un lugar apropiado de la tubería, y la altura de la torre de compensación unidireccional es menor que la presión de la tubería allí. Cuando la presión en la tubería es menor que el nivel del agua en la torre, la torre reguladora de presión repone agua a la tubería para evitar que la columna de agua se rompa y supere el golpe de ariete. Sin embargo, su efecto reductor de presión en golpes de ariete distintos del golpe de ariete por parada de la bomba, como el golpe de ariete al cerrar la válvula, es limitado. Además, el funcionamiento de la válvula unidireccional utilizada en la torre reguladora de presión unidireccional debe ser absolutamente confiable, ya que una vez que la válvula falla, puede causar un gran golpe de ariete.
⑤ Instale una tubería de derivación (válvula) en la estación de bombeo
Cuando el sistema de bomba funciona normalmente, la válvula de retención está cerrada porque la presión del agua en el lado de presión de la bomba es mayor que la presión del agua en el lado de succión. Cuando un corte accidental de energía detiene repentinamente la bomba, la presión en la salida de la estación de bombeo de agua cae bruscamente, mientras que la presión en el lado de succión aumenta bruscamente. Bajo esta presión diferencial, el agua transitoria de alta presión en la tubería principal de succión de agua empuja para abrir la placa de la válvula de retención y fluye hacia el agua transitoria de baja presión en la tubería principal de agua a presión, lo que hace que la baja presión del agua allí aumente; en Por otro lado, la bomba de agua también reduce el aumento de presión del golpe de ariete en el lado de succión. De esta manera, se controlan el aumento del golpe de ariete y la caída de presión en ambos lados de la estación de bombeo de agua, reduciendo y previniendo efectivamente los riesgos de golpe de ariete.
⑥ Configure la válvula de retención de etapas múltiples
En una tubería de agua larga, agregue una o más válvulas de retención, divida la tubería de agua en varias secciones e instale una válvula de retención en cada sección. Cuando el agua en la tubería de agua regresa durante el golpe de ariete, cada válvula de retención se cierra una tras otra para dividir el flujo de retrolavado en varias secciones, ya que la cabeza hidrostática en cada sección de la tubería de agua (o sección de flujo de retrolavado) es bastante pequeña. , se reduce el caudal de agua.Impulso del martillo. Esta medida de protección se puede utilizar eficazmente en situaciones en las que la diferencia geométrica de altura del suministro de agua es grande, pero no puede eliminar la posibilidad de separación de la columna de agua.
Su mayor desventaja es: mayor consumo de energía de la bomba de agua durante el funcionamiento normal y mayores costos de suministro de agua.
