Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Uderzenie hydrauliczne w wodociągowej stacji pomp średniej wielkości

Water hammer in the middle size water pump station
Fot. Wilo

W praktyce trudno obliczyć zmiany ciśnienia w istniejących, złożonych układach wodociągowych, gdyż brakuje informacji o ich parametrach w wielu fragmentach sieci.

Brak tych danych sprawia, że stosowane metody obliczeniowe stają się mało przydatne, a przybliżone określanie możliwych zmian ciśnienia prowadzi zazwyczaj do ich przeszacowania. Efektem mogą być przewymiarowane lub zbędne urządzenia oraz nakłady inwestycyjne i eksploatacyjne.

Gwałtowne zmiany prędkości przepływu w rurociągach wodociągowych wywołują fale znacznie obniżonego lub podwyższonego ciśnienia, które nazywamy uderzeniem hydraulicznym. Jest to zjawisko niepożądane, które może doprowadzić do rozerwania rurociągu, uszkodzenia armatury zaporowo-regulacyjnej lub pojawienia się nieszczelności w miejscach połączeń.

Teoria zjawiska uderzenia hydraulicznego szczegółowo opisana została w wielu opracowaniach. Przedstawiane są mniej lub bardziej dokładne metody obliczeniowe, najczęściej dotyczące przebiegu uderzenia w prostych rurociągach o znanych parametrach materiałowo-geometrycznych.

Z taką sytuacją mamy do czynienia w zasadzie tylko w nowoprojektowanych i wykonywanych rurociągach. W praktyce jednak często należy określić wartość zmian ciśnienia w już istniejących, złożonych układach wodociągowych, w których w wielu fragmentach nie ma możliwości dokładnego określenia grubości ścianek przewodu, współczynnika szorstkości, a czasami i rodzaju materiału.

Przeczytaj także: Dobór pomp wodociągowych, kanalizacyjnych i ciepłowniczych oraz sposobów ich regulacji >>

Brak tych danych sprawia, że metody obliczeniowe stają się mało przydatne, a przybliżone określanie możliwych zmian ciśnienia prowadzi zazwyczaj do ich przeszacowania. Spowodowane to jest m.in. nadmierną asekuracją przy ocenie zagrożenia wystąpienia uderzenia hydraulicznego.

Efektem są m.in. przewymiarowane lub zbędne urządzenia przeciwuderzeniowe – zbiorniki wodno-powietrzne bądź różnego typu zawory zmniejszające zmiany ciśnienia podczas uderzenia. Zwiększa to niepotrzebnie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne.

 

Obiekt badań

W stacji pomp drugiego stopnia zasilającej sieć wodociągową zainstalowano pięć pionowych zespołów pompowych. Każda z pomp napędzana jest silnikiem elektrycznym o mocy 5,5 kW i nominalnej prędkości obrotowej 2900 obr/min. Współpracują one z przetwornicą częstotliwości, która umożliwia utrzymanie stałego ciśnienia 0,35 MPa na wyjściu z pompowni, przy zmieniającym się rozbiorze wody zależnym od pory dnia i roku oraz dnia tygodnia.

Strumień przepływu zmienia się w zakresie od ok. 30 m3/h w nocy do 200 m3/h w czasie rozbiorów szczytowych. Pompy pobierają wodę rurociągiem ssawnym z dwóch zbiorników terenowych wody uzdatnionej o poziomie zwierciadła 3,5 m powyżej osi wlotu do pomp. Stacja pomp podaje wodę do rurociągu tłocznego wykonanego z PE 100 o średnicy DN 200×11,9 mm (PN 10). Rurociąg ten jest początkiem miejskiej sieci wodociągowej.

Przeczytaj także: Pompy obiegowe i cyrkulacyjne >>

W trakcie pracy stacji może dojść do gwałtownego zatrzymania pomp w wyniku chwilowej lub dłuższej przerwy w zasilaniu energią elektryczną. Jest to typowa sytuacja, w wyniku której powstają nagłe zmiany prędkości przepływu generujące zmiany ciśnienia. Takie nagłe wyłączenie zasilania może się zdarzyć w dowolnym czasie w zakresie prędkości przepływu od minimalnej (0,34 m/s odpowiadająca strumieniowi przepływu 30 m3/h) do maksymalnej powstającej podczas największych rozbiorów (ok. 2,3 m/s przy Q = 200 m3/h).

Opis układu pomiarowego

Do pomiaru i rejestracji wartości ciśnienia wykorzystano układ pomiarowy składający się z następujących elementów:

  • przenośny komputer typu notebook,
  • karta pomiarowa PCMCIA zainstalowana w notebooku,
  • interfejs pomiarowy umożliwiający własne zasilanie i podłączenie przetworników pomiarowych z wyjściem prądowym o standardzie 4–20 mA,
  • przetworniki ciśnienia z wyjściem 4–20 mA i system kabli obiektowych umożliwiających instalowanie czujników w różnych miejscach,
  • zasilacz interfejsu pomiarowego 24 V.

W komputerze zainstalowano program akwizycji i analizy danych pomiarowych DAQ­View. Umożliwia on, zarówno przed dokonaniem pomiaru, jak i w czasie rejestracji wyników badań, podgląd bieżących wskazań podłączonych przetworników w postaci zapisu cyfrowego lub wykresu o zmiennej podstawie czasu, ustalanej według potrzeb. Pozwala to ocenić zakres zmienności mierzonych wartości oraz charakter przebiegu tych zmian. Wyniki pomiarów rejestrowane są ostatecznie w plikach tekstowych, które mogą być dowolnie obrabiane i drukowane, np. w postaci wykresów.

Podczas pomiaru przetwornik ciśnienia zamontowany został na odcinku tłocznym o średnicy 200 mm, wychodzącym ze stacji pomp. Wartość przepływu dla każdego punktu pomiarowego odczytywana była ze wskazań licznika podającego aktualną wartość strumienia objętości w oparciu o licznik impulsów zainstalowany na wodomierzu. Wartości te były również rejestrowane w układzie pomiarowo-sterującym stacji pomp.

Czytaj dalej: Przebieg pomiarów >>

   19.02.2014

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Jak zapewnić bezpieczeństwo prac serwisowych » Któremu producentowi systemów grzewczych i wodociagowych zaufać »
bezpieczeństwo instalatora rury wielowarstwowe
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Jaka pompa ciepła zwalcza bakterię Legionella »

pompy ciepła

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dobór wymienników płytowych
  • - Rekuperatory ścienne a prawo
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl