Búa nước là gì?
Búa nước là khi mất điện đột ngột hoặc khi van đóng quá nhanh, do quán tính của áp lực dòng nước tạo ra sóng xung kích của dòng nước giống như búa đập vào nên gọi là búa nước. .Lực tạo ra bởi sóng xung kích tới lui của dòng nước đôi khi rất lớn có thể làm hỏng van và máy bơm.
Khi một van đang mở bị đóng đột ngột, nước sẽ chảy vào van và thành ống, tạo ra áp suất.Do thành ống nhẵn nên dòng nước tiếp theo nhanh chóng đạt cực đại dưới tác dụng của quán tính và gây ra hư hỏng.Đây là “hiệu ứng búa nước” trong cơ học chất lỏng, tức là búa nước dương.Yếu tố này cần được xem xét khi xây dựng đường ống cấp nước.
Ngược lại, sau khi van đóng đột ngột mở ra cũng sẽ sinh ra búa nước, gọi là búa nước âm.Nó cũng có sức tàn phá nhất định nhưng không lớn bằng trước đây.Khi bộ phận bơm nước điện đột ngột mất điện hoặc khởi động cũng sẽ gây ra hiện tượng sốc áp suất và hiện tượng búa nước.Sóng xung kích của áp suất này lan truyền dọc theo đường ống, dễ dẫn đến quá áp cục bộ của đường ống, dẫn đến vỡ đường ống và hư hỏng thiết bị.Vì vậy, bảo vệ hiệu ứng búa nước đã trở thành một trong những công nghệ chủ chốt trong kỹ thuật cấp nước.
Điều kiện cho búa nước
1. Van đóng hoặc mở đột ngột;
2. Bộ phận bơm nước dừng hoặc khởi động đột ngột;
3. Cung cấp nước bằng một ống đến nơi cao (chênh lệch độ cao địa hình cấp nước vượt quá 20 mét);
4. Tổng cột áp (hoặc áp suất làm việc) của máy bơm lớn;
5. Vận tốc nước trong đường ống dẫn nước quá lớn;
6. Đường ống dẫn nước quá dài và địa hình thay đổi rất nhiều.
Sự nguy hiểm của búa nước
Sự gia tăng áp suất do búa nước gây ra có thể lên tới gấp vài lần, thậm chí hàng chục lần áp suất làm việc bình thường của đường ống.Sự dao động áp suất lớn như vậy gây hại cho hệ thống đường ống chủ yếu như sau:
1. Gây rung động mạnh cho đường ống và ngắt kết nối đường ống;
2. Van bị hỏng, áp suất quá cao khiến đường ống bị vỡ, áp lực của mạng lưới cấp nước giảm;
3. Ngược lại, nếu áp suất quá thấp, đường ống sẽ bị sập, van và các bộ phận cố định sẽ bị hỏng;
4. Làm cho máy bơm nước bị đảo chiều, hư hỏng thiết bị hoặc đường ống trong phòng bơm, làm ngập nặng phòng bơm, gây thương vong về người và các tai nạn nghiêm trọng khác, ảnh hưởng đến sản xuất, đời sống.
Các biện pháp bảo vệ để loại bỏ hoặc giảm thiểu hiện tượng búa nước
Có nhiều biện pháp bảo vệ chống búa nước, nhưng cần thực hiện các biện pháp khác nhau tùy theo nguyên nhân có thể gây ra búa nước.
1. 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 đường ống dẫn nước và tăng vốn đầu tư của dự án.Khi bố trí đường ống dẫn nước, cần lưu ý tránh hiện tượng lồi lõm hoặc thay đổi mạnh về độ dốc.Kích thước búa nước khi dừng bơm chủ yếu liên quan đến đầu hình học của phòng bơm.Đầu hình học càng cao thì búa nước càng lớn khi dừng bơm.Vì vậy, nên lựa chọn đầu bơm hợp lý theo điều kiện thực tế của địa phương.Sau khi dừng máy bơm do tai nạn, hãy đợi cho đến khi đường ống phía sau van một chiều chứa đầy nước trước khi khởi động máy bơm.Không mở hoàn toàn van xả của máy bơm nước khi khởi động máy bơm, nếu không sẽ có tác động lớn đến nước.Hầu hết các tai nạn búa nước lớn ở nhiều trạm bơm đều xảy ra trong những trường hợp như vậy.
2. Lắp đặt thiết bị khử búa nước
(1) Sử dụng công nghệ điều khiển áp suất không đổi:
Do áp lực của mạng lưới đường ống cấp nước thay đổi liên tục theo sự thay đổi của điều kiện làm việc nên trong quá trình vận hành hệ thống thường xảy ra áp suất thấp hoặc quá áp, dễ xảy ra hiện tượng búa nước, dẫn đến hư hỏng đường ống và thiết bị.Hệ thống điều khiển tự động được áp dụng để kiểm soát áp lực của mạng lưới đường ống.Việc phát hiện, điều khiển phản hồi khi khởi động, dừng và điều chỉnh tốc độ của máy bơm nước, kiểm soát dòng chảy và sau đó duy trì áp suất ở một mức nhất định.Áp suất cấp nước của máy bơm có thể được thiết lập bằng cách điều khiển máy vi tính để duy trì áp suất cấp nước không đổi và tránh dao động áp suất quá mức.Cơ hội búa giảm.
(2) Lắp đặt thiết bị khử búa nước
Thiết bị này chủ yếu ngăn ngừa hiện tượng búa nước khi dừng máy bơm.Nó thường được lắp đặt gần ống thoát nước của máy bơm nước.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, cống sẽ tự động mở và xả nước.Giảm áp nhằm cân bằng áp lực cho đường ống cục bộ và ngăn ngừa tác động của búa nước lên thiết bị và đường ống.Nói chung, thiết bị khử có thể được chia thành hai loại: cơ khí và thủy lực.cài lại.
3) Lắp van một chiều đóng chậm trên ống thoát của máy bơm nước cỡ lớn
Nó có thể loại bỏ búa nước một cách hiệu quả khi dừng máy bơm, nhưng do có một lượng nước chảy ngược nhất định khi van được kích hoạt nên giếng hút phải có ống tràn.Có hai loại van một chiều đóng chậm: loại búa và loại tích trữ năng lượng.Loại van này có thể điều chỉnh thời gian đóng van trong một phạm vi nhất định tùy theo nhu cầu.Nói chung, 70% đến 80% van sẽ đóng trong vòng 3 đến 7 giây sau khi mất điện và thời gian đóng của 20% đến 30% còn lại được điều chỉnh theo điều kiện của máy bơm nước và đường ống, nói chung trong khoảng từ 10 đến 30 giây.Điều đáng chú ý là van một chiều đóng chậm rất hiệu quả khi có bướu trong đường ống làm bắc cầu cho búa nước.
(4) Lắp đặt tháp tăng áp một chiều
Nó được xây dựng gần trạm bơm hoặc tại vị trí thích hợp của đường ống và chiều cao của tháp chống sét một chiều thấp hơn áp suất đường ống ở đó.Khi áp suất trong đường ống thấp hơn mực nước trong tháp, tháp tăng áp sẽ cấp nước vào đường ống để tránh cột nước bị vỡ và tránh hiện tượng búa nước.Tuy nhiên, tác dụng giảm áp của nó đối với búa nước ngoài búa nước dừng bơm, chẳng hạn như búa nước đóng van, bị hạn chế.Ngoài ra, hiệu suất của van một chiều được sử dụng trong tháp tăng áp một chiều phải tuyệt đối đáng tin cậy.Một khi van bị hỏng có thể dẫn đến tai nạn lớn.
(5) Lắp đặt đường ống (van) bypass trong trạm bơm
Khi hệ thống bơm hoạt động bình thường thì van một chiều đóng do áp lực nước ở phía áp lực nước của máy bơm cao hơn áp suất nước ở phía hút.Khi mất điện đột ngột khiến máy bơm ngừng hoạt động, 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 nhất thời trong đường ống chính hút nước là nước áp suất thấp nhất thời đẩy tấm van một chiều ra và chảy vào đường ống chính nước áp lực, đồng thời làm tăng áp suất nước thấp ở đó;mặt khác, máy bơm nước Khả năng tăng lực búa nước ở phía hút cũng giảm đi.Bằng cách này, sự lên xuống của búa nước ở hai bên trạm bơm được kiểm soát, từ đó giảm thiểu và ngăn ngừa hiệu quả các nguy cơ búa nước
(6) Đặt van một chiều nhiều tầng
Trong đường ống dẫn nước dài hơn, hãy thêm một hoặc nhiều van kiểm tra, chia đường ống dẫn nước thành nhiều phần và đặt van kiểm tra trên mỗi phần.Khi nước trong ống nước chảy ngược trong quá trình búa nước, các van một chiều lần lượt đóng lại để chia dòng chảy ngược thành nhiều phần.Do cột áp thủy tĩnh ở mỗi đoạn ống nước (hoặc đoạn có dòng chảy ngược) khá nhỏ nên lưu lượng nước giảm.Tăng cường búa.Biện pháp bảo vệ này có thể được sử dụng hiệu quả trong các tình huống có chênh lệch chiều cao cấp nước hình học lớn;nhưng không thể loại trừ khả năng tách cột nước.Nhược điểm lớn nhất của nó là: mức tiêu thụ điện năng của máy bơm nước tăng lên trong quá trình hoạt động bình thường và chi phí cấp nước tăng lên.
(7) Các thiết bị xả và cấp khí tự động được lắp đặt ở điểm cao của đường ống để giảm tác động của búa nước lên đường ống.
Thời gian đăng: 23-11-2022