Ano ang Water Hammer Phenomenon?
Ang water hammer ay nangyayari kapag, dahil sa biglaang power failure o mabilis na pagsasara ng balbula, ang inertia ng daloy ng tubig ay bumubuo ng shockwave, katulad ng epekto ng martilyo, kaya ang terminong "water hammer."
Sa mga pump station, ang water hammer ay maaaring ikategorya sa panimulang water hammer, valve closing water hammer, at pump shutdown water hammer (na nangyayari dahil sa biglaang pagkawala ng kuryente o mga katulad na dahilan). Ang unang dalawang uri ng water hammer, sa ilalim ng normal na mga pamamaraan ng pagpapatakbo, ay hindi nagbibigay ng malaking panganib sa kaligtasan ng kagamitan. Gayunpaman, ang presyon na dulot ng pump shutdown water hammer ay kadalasang napakataas at maaaring humantong sa mga aksidente.
Ano ang Pump Shutdown Water Hammer Phenomenon?
Ang tinatawag na "pump shutdown water hammer" ay tumutukoy sa hydraulic shock phenomenon na dulot ng biglaang pagbabago sa bilis ng daloy sa pump at pressure pipeline kapag ang isang balbula ay sarado sa panahon ng power failure o iba pang mga dahilan, na humahantong sa pagbabagu-bago ng presyon. Halimbawa, ang mga pagkakamali sa sistema ng kuryente o mga kagamitang elektrikal, o paminsan-minsang pagkabigo sa yunit ng bomba, ay maaaring humantong sa pagsasara ng centrifugal pump valve, na nagpapalitaw ng pump shutdown water hammer.
Ang peak pressure ng pump shutdown water hammer ay maaaring umabot sa 200% ng normal na operating pressure, o mas mataas pa, na maaaring magdulot ng pinsala sa pipeline at kagamitan. Ang mga karaniwang aksidente ay nagreresulta sa "pagtulo ng tubig" o pagkaputol ng suplay ng tubig, habang ang mga malubhang aksidente ay maaaring magdulot ng pagbaha sa istasyon ng bomba, pagkasira ng kagamitan, pagkasira ng pasilidad, at maging ng personal na pinsala o pagkamatay.
Paano Mababawasan ang Pinsala na Dulot ng Water Hammer?
Ang martilyo ng tubig ay isang karaniwang isyu sa mga sistema ng pamamahagi ng tubig, at mayroong iba't ibang mga paraan ng proteksyon na magagamit upang mabawasan ang mga epekto nito. Gayunpaman, ang mga hakbang na ito ay dapat na iayon sa mga partikular na sanhi ng water hammer. Nasa ibaba ang ilang karaniwang ginagamit na pamamaraan:
Pagbabawas ng Rate ng Daloy sa Pipeline:
Ang pagbaba ng rate ng daloy sa pipeline ay maaaring mabawasan ang presyon ng martilyo ng tubig sa ilang mga lawak. Gayunpaman, maaaring mangailangan ito ng pagtaas ng diameter ng tubo, na nagdaragdag sa mga gastos sa proyekto. Kapag naglalagay ng pipeline, mahalagang iwasan ang mga sitwasyon kung saan may mga biglaang pagbabago sa slope o pagbuo ng mga umbok (mataas na punto) sa linya.
Bukod pa rito, makakatulong ang pagbabawas sa haba ng pipeline, dahil ang mas mahabang pipeline ay karaniwang nagreresulta sa mas malaking water hammer sa panahon ng pagsara ng pump. Ang isang diskarte ay hatiin ang isang pump station sa dalawa at gumamit ng suction well upang ikonekta ang dalawang istasyon.
Ang magnitude ng water hammer sa panahon ng pump shutdown ay pangunahing nauugnay sa geometric head ng pump station. Kung mas mataas ang geometric na ulo, mas malaki ang potensyal para sa water hammer. Samakatuwid, mahalagang pumili ng naaangkop na ulo ng bomba batay sa mga lokal na kondisyon.
Pagkatapos ng pump shutdown, dapat hintayin ng system na mapuno ng tubig ang pipe sa ibaba ng check valve bago i-restart ang pump. Sa panahon ng pump startup, napakahalaga na huwag buksan nang buo ang pump outlet valve, dahil maaari itong magdulot ng malaking water hammer. Maraming pangunahing insidente ng water hammer sa mga pump station ang nangyayari sa ilalim ng mga kundisyong ito.
Pag-install ng Water Hammer Mitigation Device:
(1) Pag-ampon ng Constant Pressure Control Technology:
Ang isang PLC (Programmable Logic Controller) na awtomatikong sistema ng kontrol ay maaaring gamitin upang ayusin ang bilis ng mga bomba sa pamamagitan ng variable frequency control. Habang nagbabago ang presyon sa network ng pamamahagi ng tubig sa pagbabago ng mga kondisyon ng pagpapatakbo, karaniwan ang mga pagtaas o pagbaba ng presyon, na humahantong sa panganib ng water hammer at pinsala sa mga tubo at kagamitan. Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa presyon at pagkontrol sa pagpapatakbo ng mga bomba—pag-on o pag-off sa mga ito, o pagsasaayos ng kanilang bilis—napanatili ng system ang palaging presyon. Nakakatulong ito na maiwasan ang malalaking pagbabagu-bago ng presyon at binabawasan ang posibilidad ng water hammer.
(2) Pag-install ng Water Hammer Arrestor:
Pangunahing pinipigilan ng mga device na ito ang water hammer na dulot ng mga pagsara ng pump at karaniwang inilalagay malapit sa outlet ng pump. Ginagamit nila ang presyon sa loob ng pipeline para i-activate ang pressure-relief valve kapag bumaba ang pressure sa ibaba ng itinakdang threshold, na nagpapahintulot sa tubig na ma-discharge para mapawi ang pressure. Nakakatulong ito na balansehin ang mga lokal na presyon ng pipeline at maiwasan ang pinsala mula sa water hammer. Ang mga water hammer arrestor ay karaniwang magagamit sa mga mekanikal at haydroliko na uri. Ang mga mekanikal na arrestor ay nangangailangan ng manu-manong pag-reset pagkatapos ng pag-activate, habang ang mga hydraulic ay awtomatikong nagre-reset.
(3) Pag-install ng Mabagal na Pagsasara ng mga Check Valve sa Malaking Diameter na Pipe:
Ang mabagal na pagsasara ng mga check valve ay maaaring epektibong mapawi ang water hammer na dulot ng mga pump shutdown. Gayunpaman, dahil ang pagkilos ng balbula ay nagpapahintulot sa ilang tubig na dumaloy pabalik, nangangailangan ito ng overflow pipe sa suction well. Ang mabagal na pagsasara ng mga check valve ay may dalawang uri: nakabatay sa timbang at mga uri ng pag-iimbak ng enerhiya. Ang mga balbula na ito ay maaaring iakma upang magsara sa loob ng isang tiyak na takdang panahon. Karaniwan, ang balbula ay nagsasara ng 70%-80% sa loob ng 3 hanggang 7 segundo pagkatapos ng power failure, na ang natitirang 20%-30% ng pagsasara ay tumatagal ng 10 hanggang 30 segundo, depende sa kondisyon ng pump at pipeline. Mahalagang tandaan na kapag may mga matataas na punto (humps) sa pipeline, maaaring mangyari ang water hammer na dulot ng paghihiwalay ng column, kung saan ang mabagal na pagsasara ng check valve ay hindi gaanong epektibo.
(4) Pag-install ng One-Way Pressure Regulating Tower:
Ang isang one-way na pressure regulating tower ay maaaring itayo malapit sa pump station o sa isang angkop na punto sa pipeline. Ang antas ng tubig ng tore ay dapat na mas mababa kaysa sa presyon ng pipeline sa puntong iyon. Kapag ang presyon ng pipeline ay bumaba sa ibaba ng antas ng tubig ng tore, ang tubig ay dinadagdagan mula sa tore patungo sa pipeline upang maiwasan ang paghiwalay ng column ng tubig at upang maiwasan ang water hammer. Gayunpaman, ang panukalang ito ay hindi masyadong epektibo para maiwasan ang water hammer na dulot ng mga pagsasara ng balbula. Bukod pa rito, ang one-way na balbula na ginagamit sa tore ay dapat na maaasahan, dahil ang pagkabigo ay maaaring humantong sa makabuluhang water hammer.
(5) Pag-install ng Bypass Pipe (Valves) sa Pump Stations:
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang presyon sa gilid ng paglabas ng bomba ay mas mataas kaysa sa gilid ng pagsipsip, na nagiging sanhi ng pagsara ng check valve. Kapag nangyari ang isang biglaang pagkawala ng kuryente, ang presyon sa gilid ng paglabas ng bomba ay bumababa nang husto, habang ang presyon sa gilid ng pagsipsip ay tumataas nang malaki. Pinipilit ng pagkakaiba ng presyon ang lumilipas na high-pressure na tubig sa suction pipeline na itulak ang check valve, na nagpapadala ng tubig sa low-pressure discharge side. Ang prosesong ito ay nakakatulong na ipantay ang presyon sa magkabilang panig ng pump, na binabawasan ang posibilidad ng water hammer.
(6) Pag-install ng Maramihang mga Check Valve:
Para sa mahabang pipeline, ang pag-install ng maraming check valve ay maaaring hatiin ang pipeline sa mga seksyon. Ang bawat seksyon ay magkakaroon ng sarili nitong check valve. Sa kaganapan ng water hammer, ang daloy ng tubig ay nahahati sa mas maliliit na seksyon habang ang bawat check valve ay nagsasara nang sunud-sunod. Ang mas maliit na pressure head sa bawat seksyon ay binabawasan ang magnitude ng water hammer. Ang pamamaraang ito ay lalong kapaki-pakinabang para sa mga system na may malaking pagkakaiba sa vertical na ulo. Gayunpaman, hindi nito maalis ang panganib ng paghihiwalay ng haligi ng tubig. Ang isang pangunahing disbentaha ay na sa panahon ng normal na operasyon, pinapataas nito ang pagkonsumo ng enerhiya ng bomba at mga gastos sa pagpapatakbo.
Sa pamamagitan ng pagpapatupad ng mga estratehiyang ito, posibleng epektibong bawasan ang epekto ng water hammer sa sistema ng supply ng tubig, na tinitiyak ang kaligtasan at kahusayan sa operasyon.
Kung interesado ka sa artikulong ito o may anumang mga katanungan tungkol dito, mangyaring malayang kontratahin ako anumang oras~~~
whatsapp: +86 18159365159
Email:victor@gntvalve.com