Apa itu Water Hammer?
Palu air terjadi ketika terjadi pemadaman listrik mendadak atau ketika katup ditutup terlalu cepat. Akibat inersia aliran air bertekanan, gelombang kejut aliran air dihasilkan, seperti palu yang dipukul, sehingga disebut palu air. Gaya yang dihasilkan oleh gelombang kejut aliran air yang maju mundur, terkadang sangat besar, dapat merusak katup dan pompa.
Ketika katup yang terbuka tiba-tiba tertutup, air mengalir melawan katup dan dinding pipa, menciptakan tekanan. Karena dinding pipa yang halus, aliran air selanjutnya dengan cepat mencapai maksimum di bawah aksi inersia dan menyebabkan kerusakan. Inilah yang disebut "efek palu air" dalam mekanika fluida, yaitu palu air positif. Faktor ini perlu dipertimbangkan dalam konstruksi pipa pasokan air.
Sebaliknya, setelah katup tertutup dibuka tiba-tiba, akan terjadi pula palu air, yang disebut palu air negatif. Palu air ini juga memiliki daya rusak tertentu, tetapi tidak sebesar palu air negatif. Ketika unit pompa air listrik tiba-tiba kehilangan daya atau menyala, guncangan tekanan dan efek palu air juga akan terjadi. Gelombang kejut tekanan ini merambat di sepanjang pipa, yang dapat dengan mudah menyebabkan tekanan berlebih lokal pada pipa, yang mengakibatkan pipa pecah dan kerusakan peralatan. Oleh karena itu, perlindungan terhadap efek palu air telah menjadi salah satu teknologi kunci dalam rekayasa penyediaan air.
Kondisi untuk palu air
1. Katup tiba-tiba terbuka atau tertutup;
2. Unit pompa air tiba-tiba berhenti atau menyala;
3. Pengiriman air melalui pipa tunggal ke tempat tinggi (perbedaan ketinggian medan pasokan air melebihi 20 meter);
4. Total head (atau tekanan kerja) pompa besar;
5. Kecepatan air dalam pipa air terlalu besar;
6. Saluran airnya terlalu panjang dan medannya sangat berubah.
Bahaya palu air
Peningkatan tekanan akibat palu air dapat mencapai beberapa kali lipat atau bahkan puluhan kali lipat tekanan kerja normal pipa. Fluktuasi tekanan yang begitu besar dapat menyebabkan kerusakan pada sistem pipa, terutama sebagai berikut:
1. Menyebabkan getaran kuat pada pipa dan putusnya sambungan pipa;
2. Katup rusak, dan tekanan serius terlalu tinggi hingga menyebabkan pipa pecah, dan tekanan jaringan pasokan air berkurang;
3. Sebaliknya, jika tekanan terlalu rendah, pipa akan runtuh, dan katup serta bagian pemasangan akan rusak;
4. Menyebabkan pompa air berputar balik, merusak peralatan atau jaringan pipa di ruang pompa, menyebabkan ruang pompa terendam secara serius, menimbulkan korban jiwa dan kecelakaan besar lainnya, serta memengaruhi produksi dan kehidupan.
Langkah-langkah perlindungan untuk menghilangkan atau mengurangi dampak water hammer
Ada banyak tindakan perlindungan terhadap palu air, tetapi tindakan yang berbeda perlu diambil sesuai dengan kemungkinan penyebab palu air.
1. Mengurangi laju aliran pipa air dapat mengurangi tekanan water hammer sampai batas tertentu, tetapi akan meningkatkan diameter pipa air dan meningkatkan investasi proyek. Saat menata pipa air, pertimbangkan untuk menghindari gundukan atau perubahan kemiringan yang drastis. Ukuran water hammer saat pompa dihentikan terutama terkait dengan head geometri ruang pompa. Semakin tinggi head geometri, semakin besar water hammer saat pompa dihentikan. Oleh karena itu, head pompa yang wajar harus dipilih sesuai dengan kondisi lokal yang sebenarnya. Setelah menghentikan pompa dalam kecelakaan, tunggu sampai pipa di belakang katup periksa terisi air sebelum menyalakan pompa. Jangan membuka katup outlet pompa air sepenuhnya saat menyalakan pompa, jika tidak akan ada dampak air yang besar. Sebagian besar kecelakaan water hammer besar di banyak stasiun pompa terjadi dalam keadaan seperti itu.
2. Siapkan alat penghilang water hammer
(1) Menggunakan teknologi kontrol tekanan konstan:
Karena tekanan jaringan pipa pasokan air terus berubah seiring perubahan kondisi kerja, tekanan rendah atau tekanan berlebih sering terjadi selama pengoperasian sistem, yang rentan terhadap water hammer, yang mengakibatkan kerusakan pada pipa dan peralatan. Sistem kontrol otomatis diadopsi untuk mengontrol tekanan jaringan pipa. Sistem ini mendeteksi dan mengontrol umpan balik untuk memulai, menghentikan, dan mengatur kecepatan pompa air, mengontrol aliran, dan kemudian mempertahankan tekanan pada tingkat tertentu. Tekanan pasokan air pompa dapat diatur dengan mengendalikan komputer mikro untuk menjaga pasokan air bertekanan konstan dan menghindari fluktuasi tekanan yang berlebihan. Risiko terjadinya water hammer pun berkurang.
(2) Pasang eliminator palu air
Peralatan ini terutama mencegah terjadinya water hammer saat pompa dimatikan. Umumnya dipasang di dekat pipa outlet pompa air. Eliminator ini memanfaatkan tekanan pipa itu sendiri sebagai sumber daya untuk mewujudkan aksi otomatis bertekanan rendah. Artinya, ketika tekanan di dalam pipa lebih rendah dari nilai proteksi yang ditetapkan, saluran pembuangan akan otomatis terbuka dan mengeluarkan air. Pelepas tekanan ini menyeimbangkan tekanan pipa lokal dan mencegah dampak water hammer pada peralatan dan pipa. Secara umum, eliminator dapat dibagi menjadi dua jenis: mekanis dan hidrolik.
3) Pasang katup periksa penutup lambat pada pipa outlet pompa air kaliber besar
Secara efektif dapat menghilangkan palu air ketika pompa dihentikan, tetapi karena ada sejumlah aliran balik air ketika katup digerakkan, sumur hisap harus memiliki pipa luapan. Ada dua jenis katup periksa penutup lambat: tipe palu dan tipe penyimpanan energi. Katup jenis ini dapat menyesuaikan waktu penutupan katup dalam rentang tertentu sesuai dengan kebutuhan. Umumnya, 70% hingga 80% katup ditutup dalam waktu 3 hingga 7 detik setelah kegagalan daya, dan waktu penutupan 20% hingga 30% sisanya disesuaikan dengan kondisi pompa air dan pipa, umumnya dalam kisaran 10 hingga 30 detik. Perlu dicatat bahwa katup periksa penutup lambat sangat efektif ketika ada punuk di pipa untuk menjembatani palu air.
(4) Siapkan menara gelombang satu arah
Menara ini dibangun di dekat stasiun pompa atau di lokasi pipa yang sesuai, dan tinggi menara lonjakan satu arah lebih rendah daripada tekanan pipa di sana. Ketika tekanan di dalam pipa lebih rendah daripada ketinggian air di menara, menara lonjakan akan memasok air ke pipa untuk mencegah pecahnya kolom air dan menghindari palu air. Namun, efek penurunan tekanannya terhadap palu air selain palu air penghenti pompa, seperti palu air penutup katup, terbatas. Selain itu, kinerja katup satu arah yang digunakan pada menara lonjakan satu arah harus benar-benar andal. Jika katup rusak, hal itu dapat menyebabkan kecelakaan besar.
(5) Siapkan pipa bypass (katup) di stasiun pompa
Ketika sistem pompa berjalan normal, katup periksa tertutup karena tekanan air pada sisi air bertekanan pompa lebih tinggi daripada tekanan air pada sisi hisap. Ketika listrik tiba-tiba mati, tekanan pada outlet stasiun pompa turun tajam, sementara tekanan pada sisi hisap meningkat tajam. Di bawah tekanan diferensial ini, air bertekanan tinggi sementara dalam pipa utama hisap air adalah air bertekanan rendah sementara yang mendorong pelat katup periksa dan mengalir ke pipa utama air bertekanan, dan meningkatkan tekanan air rendah di sana; di sisi lain, pompa air Dorongan palu air pada sisi hisap juga berkurang. Dengan cara ini, naik turunnya palu air di kedua sisi stasiun pompa dikendalikan, sehingga secara efektif mengurangi dan mencegah bahaya palu air.
(6) Atur katup periksa multi-tahap
Pada pipa air yang lebih panjang, tambahkan satu atau lebih katup periksa, bagi pipa air menjadi beberapa bagian, dan pasang katup periksa pada setiap bagian. Ketika air di dalam pipa air mengalir balik selama proses water hammer, katup periksa akan ditutup satu per satu untuk membagi aliran backflush menjadi beberapa bagian. Karena tekanan hidrostatik di setiap bagian pipa air (atau bagian aliran backflush) cukup kecil, aliran air berkurang. Hammer Boost. Tindakan perlindungan ini dapat digunakan secara efektif dalam situasi di mana perbedaan ketinggian geometris pasokan air besar; tetapi tidak dapat menghilangkan kemungkinan pemisahan kolom air. Kerugian terbesarnya adalah: konsumsi daya pompa air meningkat selama operasi normal, dan biaya pasokan air meningkat.
(7) Pada titik tertinggi pipa dipasang alat pembuangan dan penyediaan udara otomatis untuk mengurangi dampak palu air pada pipa.
Waktu posting: 23-Nov-2022