ウォーターハンマーとは？
ウォーターハンマーとは、突然の停電やバルブの閉まりが速すぎる場合に、圧力水流の慣性により、ハンマーと同じように流れの衝撃波が発生する、いわゆるウォーターハンマーです。水衝撃波の前後の力は、時には大きく、バルブやポンプを壊す可能性があります。
開いているバルブが突然閉じられると、水の流れによってバルブとパイプの壁に圧力がかかります。パイプの滑らかな壁により、慣性の作用下でのその後の水の流れはすぐに最大に達し、流体力学の「ウォーターハンマー効果」、つまり正のウォーターハンマーである破壊的な効果を生み出します。この要因は、給水パイプラインの建設において考慮されるべきです。
逆に、閉じていたバルブが急に開くと、負のウォーター ハンマーと呼ばれるウォーター ハンマーも発生します。これも破壊力はありますが、前者ほどではありません。また、電動ポンプユニットは、突然の電源遮断や起動時に圧力の影響やウォーターハンマー効果が発生します。このような圧力の衝撃波はパイプラインに沿って伝播し、パイプラインの局所的な過圧につながりやすく、パイプラインの破裂や機器の損傷を引き起こします。したがって、ウォーターハンマー効果の保護は、水道工学の重要な技術の1つになります。
ウォーターハンマーの条件:
1.バルブが突然開いたり閉じたりします。
2. ポンプユニットが突然停止または始動する。
3.高水への単管（給水地形の高低差が20メートル以上）;
4.ポンプの全揚程（または作動圧力）が大きい。
5. 水道管の水流速度が速すぎます。
6.水道管が長すぎて、地形が大きく変化します。
ウォーターハンマー効果の弊害：
ウォーター ハンマーによる圧力上昇は、パイプラインの通常の使用圧力の数倍または数十倍にも達することがあります。この大きな圧力変動によるパイプライン システムへの主な悪影響は次のとおりです。
1.パイプラインの強い振動を引き起こし、パイプジョイントが切断されます。
2.バルブの損傷、深刻な圧力が高すぎてパイプラインの破裂を引き起こし、給水ネットワークの圧力が低下します。
3.逆に、圧力が低すぎると、パイプが崩壊するだけでなく、バルブと固定具が損傷します。
4.ポンプの逆転を引き起こし、ポンプ室の機器またはパイプラインを損傷し、ポンプ室を深刻に浸水させ、死傷者やその他の重大な事故を引き起こし、生産と生命に影響を与えます。
ウォーターハンマーを排除または軽減するための保護対策:
ウォーターハンマーに対する対策は数多くありますが、ウォーターハンマーの原因によって対策が異なります。
1. 送水管ラインの流量を減らすと、水撃圧をある程度減らすことができますが、送水管の直径が大きくなり、プロジェクトの投資が増加します。送水管の配置は、こぶや急激な勾配の変化が発生しないように考慮する必要があります。ウォーターハンマーのサイズは、主にポンプ室の幾何学的水頭に関係しています。幾何学的水頭が高いほど、ウォーターハンマーの値が大きくなります。したがって、適切なポンプ揚程は、現地の実際の状況に応じて選択する必要があります。ポンプが事故で停止した後、チェックバルブの後ろのパイプラインが水で満たされたときにポンプを起動する必要があります。ポンプを起動するときは、ポンプの出口バルブを全開にしないでください。水の影響が大きくなります。ポンプ場での水撃事故は、このような状況下で多く発生しています。
2. ウォーター ハンマー除去装置をセットアップします。
(1)定圧制御技術：
給水ネットワークの圧力は作業条件の変化に伴って絶えず変化するため、システム操作プロセスで低圧または過圧の現象が頻繁に発生し、ウォーターハンマーが発生しやすくなり、パイプラインと機器が破壊されます.自動制御システムが採用され、パイプネットワーク圧力の検出、ポンプの開始、停止、および速度調整のフィードバック制御、制御流量、および圧力を一定レベルに維持することにより、ポンプの給水圧力を設定することができますマイクロコンピュータを制御して一定圧力の給水を維持し、過度の圧力変動を避け、ウォーターハンマーの可能性を減らします。
(2) ウォーターハンマー除去装置の取り付け
この装置は主に、ウォーターハンマーがポンプを停止するのを防ぎます。ポンプは通常、ポンプ出口パイプラインの近くに設置されています。パイプライン自体の圧力を動力として使用して、低圧自動アクションを実現します。つまり、パイプライン内の圧力が設定された保護値よりも低い場合、排水口が自動的に水の放出と圧力解放を開きます。ローカルパイプラインの圧力のバランスを取り、機器とパイプラインへのウォーターハンマーの影響を防ぎます。エリミネーターは一般に、機械式と油圧式の 2 種類に分けられます。機械式エリミネーターの動作は手動で回復し、油圧式エリミネーターは自動的にリセットできます。
(3)大口径ウォーターポンプアウトレットパイプに緩閉チェックバルブを取り付けます。
ポンプ停止ウォーターハンマーを効果的に解消できますが、バルブ動作時に一定量の水の逆流が発生するため、吸込井にはオーバーフロー管を設ける必要があります。緩閉チェック弁には、ヘビーハンマータイプとエネルギー蓄積タイプの2種類があります。このバルブは、必要に応じてバルブの閉時間を一定の範囲内で調整できます。通常、停電後 3 ～ 7 秒以内にバルブは 70 % ～ 80 % 閉じられ、残りの 20 % ～ 30 % の閉じ時間は、ポンプとパイプラインの状態に応じて調整されます。 10 ~ 30 秒。パイプラインにこぶがあり、ブリッジ ウォーター ハンマーが発生した場合は、スロー クローズ チェック バルブの役割が非常に効果的であることに注意してください。
(4) 一方向調圧塔のセット
ポンプ場の近くまたはパイプラインの適切な場所に建設された一方通行のサージ タワーの高さは、そこでのパイプラインの圧力よりも低くなります。パイプライン内の圧力がタワー内の水位よりも低い場合、サージ タワーはパイプラインに水を補充して、水柱の破損を防ぎ、ウォーター ハンマーの橋渡しを回避します。ただし、閉弁水撃などポンプ停止水撃以外の水撃に対する減圧効果は限定的です。また、一方向調圧塔に使用されている逆止弁の性能は絶対の信頼を置いています。バルブが故障すると、大きな事故につながる可能性があります。
(5) ポンプ場にバイパス管（バルブ）を設置します。
ポンプシステムの通常運転中は、ポンプの水側の水圧が吸込側の水圧よりも高いため、逆止弁は閉じています。事故後にポンプが急停止すると、ポンプ場の出口圧力が急激に低下し、吸込側圧力が急激に上昇します。この差圧下で、吸水本管の過渡高圧水は過渡低圧水となり、逆止弁板を圧水本管に押し付け、そこでの低水圧を上昇させます。一方、ポンプ吸込側の水撃圧も低下します。このようにして、ポンプ場の両側のウォーターハンマーの上昇と下降が制御され、ウォーターハンマーの害を効果的に軽減および防止します。
(6) 多段逆止弁の設定
長い水道管路では、1 つまたは複数の逆止弁を追加して、水道管路をいくつかのセクションに分割し、各セクションに逆止弁を設定します。ウォーターハンマー工程で送水管内の水が逆流すると、逆止弁が次々と閉じ、逆洗水の流れをいくつかに分けます。各送水管（または逆洗水流動部）の静水頭が非常に小さいため、水撃圧の上昇が抑えられます。この防護手段は、幾何学的な給水の高低差が大きい場合に有効に使用できます。しかし、水柱分離の可能性を排除することはできません。その最大の欠点は、ポンプの消費電力が増加し、通常の操作時に給水のコストが増加することです。
(7) 自動排気・給気装置を配管の高所に設置し、配管へのウォーターハンマーの影響を低減。
投稿時間: Jan-11-2023