كيفية التخفيف من الضرر الناجم عن مطرقة الماء؟

المطرقة المائية هي مشكلة شائعة في أنظمة توزيع المياه، وهناك العديد من التدابير الوقائية المتاحة للتخفيف من آثارها. ومع ذلك، يجب أن تكون هذه التدابير مصممة خصيصًا للأسباب المحددة للمطرقة المائية. فيما يلي بعض الطرق الشائعة الاستخدام:

يمكن أن يؤدي خفض معدل التدفق في خط الأنابيب إلى تقليل ضغط المطرقة المائية إلى حد ما. ومع ذلك، قد يتطلب ذلك زيادة قطر الأنبوب، مما يزيد من تكاليف المشروع. عند وضع خط الأنابيب، من الضروري تجنب المواقف التي تحدث فيها تغييرات مفاجئة في المنحدر أو تشكيل الحدبات (نقاط عالية) في الخط.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يساعد تقليل طول خط الأنابيب، حيث تؤدي خطوط الأنابيب الأطول عمومًا إلى زيادة المطرقة المائية أثناء إيقاف تشغيل المضخة. تتمثل إحدى الطرق في تقسيم محطة الضخ الواحدة إلى قسمين واستخدام بئر الشفط لربط المحطتين.

يرتبط حجم المطرقة المائية أثناء إيقاف تشغيل المضخة بشكل أساسي بالرأس الهندسي لمحطة الضخ. كلما ارتفع الرأس الهندسي، زادت احتمالية المطرقة المائية. لذلك، من المهم اختيار رأس المضخة المناسب بناءً على الظروف المحلية.

بعد إيقاف تشغيل المضخة، يجب أن ينتظر النظام حتى يمتلئ الأنبوب الموجود أسفل صمام الفحص بالماء قبل إعادة تشغيل المضخة. أثناء بدء تشغيل المضخة، من الضروري عدم فتح صمام مخرج المضخة بالكامل، لأن ذلك قد يسبب مطرقة مائية كبيرة. تحدث العديد من حوادث المطرقة المائية الكبرى في محطات الضخ في ظل هذه الظروف.

(1) اعتماد تكنولوجيا التحكم في الضغط المستمر:

يمكن استخدام نظام التحكم الآلي PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) لضبط سرعة المضخات من خلال التحكم في التردد المتغير. نظرًا لأن الضغط في شبكة توزيع المياه يتقلب مع تغير ظروف التشغيل، فإن ارتفاع الضغط أو انخفاضه أمر شائع، مما يؤدي إلى خطر المطرقة المائية وتلف الأنابيب والمعدات. من خلال مراقبة الضغط والتحكم في تشغيل المضخات - تشغيلها أو إيقاف تشغيلها، أو ضبط سرعتها - يحافظ النظام على ضغط ثابت. وهذا يساعد على منع تقلبات الضغط الكبيرة ويقلل من احتمال حدوث مطرقة مائية.

(2) تركيب مانعات المطرقة المائية:

تمنع هذه الأجهزة بشكل أساسي المطرقة المائية الناتجة عن إيقاف تشغيل المضخة ويتم تثبيتها عادةً بالقرب من مخرج المضخة. ويستخدمون الضغط داخل خط الأنابيب لتنشيط صمام تخفيف الضغط عندما ينخفض ​​الضغط إلى ما دون الحد المحدد، مما يسمح بتصريف المياه لتخفيف الضغط. وهذا يساعد على موازنة ضغوط خطوط الأنابيب المحلية ومنع الضرر الناتج عن المطرقة المائية. تتوفر مانعات المطرقة المائية بشكل عام في الأنواع الميكانيكية والهيدروليكية. تتطلب الموانع الميكانيكية إعادة ضبط يدوية بعد التنشيط، بينما تتم إعادة ضبط الموانع الهيدروليكية تلقائيًا.

(3) تركيب صمامات عدم الرجوع بطيئة الإغلاق على الأنابيب ذات القطر الكبير:

يمكن لصمامات الفحص البطيئة الإغلاق أن تخفف بشكل فعال المطرقة المائية الناتجة عن إغلاق المضخة. ومع ذلك، نظرًا لأن عمل الصمام يسمح بتدفق بعض الماء إلى الخلف، فإنه يتطلب وجود أنبوب فائض في بئر الشفط. تأتي صمامات الفحص بطيئة الإغلاق في نوعين: الأنواع المعتمدة على الوزن وأنواع تخزين الطاقة. يمكن تعديل هذه الصمامات لتغلق خلال إطار زمني محدد. عادةً، يُغلق الصمام بنسبة 70%-80% خلال 3 إلى 7 ثوانٍ بعد انقطاع التيار الكهربائي، ويستغرق الإغلاق المتبقي 20%-30% من 10 إلى 30 ثانية، اعتمادًا على ظروف المضخة وخطوط الأنابيب. من المهم ملاحظة أنه عندما تكون هناك نقاط عالية (حدبات) في خط الأنابيب، قد تحدث مطرقة مائية ناتجة عن فصل العمود، وفي هذه الحالة يكون صمام عدم الرجوع ذو الإغلاق البطيء أقل فعالية.

(4) تركيب برج تنظيم الضغط في اتجاه واحد:

يمكن بناء برج تنظيم الضغط أحادي الاتجاه بالقرب من محطة الضخ أو عند نقطة مناسبة في خط الأنابيب. ويجب أن يكون مستوى الماء في البرج أقل من ضغط خط الأنابيب عند تلك النقطة. عندما ينخفض ​​ضغط خط الأنابيب إلى ما دون مستوى الماء في البرج، يتم تكملة المياه من البرج إلى خط الأنابيب لمنع عمود الماء من الانفصال ولتجنب المطرقة المائية. ومع ذلك، فإن هذا الإجراء ليس فعالًا جدًا لمنع المطرقة المائية الناتجة عن إغلاق الصمامات. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون الصمام أحادي الاتجاه المستخدم في البرج موثوقًا به، حيث قد يؤدي الفشل إلى حدوث مطرقة مائية كبيرة.

(5) تركيب الأنابيب الالتفافية (الصمامات) في محطات الضخ:

في الظروف العادية، يكون الضغط على جانب التفريغ للمضخة أعلى منه على جانب الشفط، مما يؤدي إلى إغلاق صمام الفحص. عند حدوث انقطاع مفاجئ في الطاقة، ينخفض ​​الضغط على جانب تفريغ المضخة بشكل حاد، بينما يزداد ضغط جانب الشفط بشكل كبير. يجبر فرق الضغط المياه ذات الضغط العالي العابرة في خط أنابيب الشفط على فتح صمام الفحص، وإرسال الماء إلى جانب التفريغ ذو الضغط المنخفض. تساعد هذه العملية على معادلة الضغط على جانبي المضخة، مما يقلل من احتمال حدوث مطرقة مائية.

(6) تركيب صمامات فحص متعددة:

بالنسبة لخطوط الأنابيب الطويلة، يمكن أن يؤدي تركيب صمامات فحص متعددة إلى تقسيم خط الأنابيب إلى أقسام. سيكون لكل قسم صمام فحص خاص به. في حالة المطرقة المائية، يتم تقسيم تدفق المياه إلى أقسام أصغر حيث يتم إغلاق كل صمام فحص بالتسلسل. يعمل رأس الضغط الأصغر في كل قسم على تقليل حجم المطرقة المائية. هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص للأنظمة ذات الاختلاف الرأسي الكبير. ومع ذلك، فإنه لا يمكن القضاء على خطر فصل عمود الماء. العيب الرئيسي هو أنه أثناء التشغيل العادي، فإنه يزيد من استهلاك طاقة المضخة وتكاليف التشغيل.

ومن خلال تنفيذ هذه الاستراتيجيات، من الممكن تقليل تأثير المطرقة المائية بشكل فعال على نظام إمداد المياه، مما يضمن السلامة والكفاءة في التشغيل.

إذا كنت مهتمًا بهذه المقالة أو لديك أي أسئلة حول هذا الموضوع، فيرجى التعاقد معي بحرية في أي وقت~~~

واتساب: +86 18159365159

البريد الإلكتروني:victor@gntvalve.com