Защита от гидроудара

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ БОРЬБЫ С ГИДРОУДАРОМ

Гидроударом называется скачок давления в трубопроводе, вызванный стремительным изменением скорости потока. Для примера, изменение скорости потока на 1 м/с в стальной трубе, провоцирует скачок давления в 10 атм. Резкое изменение скорости потока в противопожарных трубопроводах может быть вызвано целым рядом различных факторов, например, резким закрытием/открытием запорного элемента или пуском/остановом насоса. Большинство систем противопожарной защиты предназначены для работы при максимальном рабочем давлении 12 бар (1,2 МПа). При этом, скачок давления, вызванный гидроударом, может легко превысить 50 бар (5 МПа), создавая тем самым реальную угрозу повреждения системы и даже разрушения трубопроводов и оборудования.

РЕШЕНИЯ BERMAD ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГИДРОУДАРОВ В СИСТЕМАХ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Существует несколько методик для снижения или предотвращения скачков давления. Далее представлены четыре наиболее эффективных подхода к решению этой задачи.

АНТИПОМПАЖНЫЙ НАСОСНЫЙ УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ BERMAD FP 730-48-BL

Как и многие изобретения, данный запатентованный способ появился на свет благодаря острой потребности в решении реальной задачи. Во время запуска первого этапа проекта по добыче жидкого природного газа в Охотском море «САХАЛИН-1» эксплуатация столкнулась с возмущениями давления до 48 атм при разрешенных 16 атм. Оператор и владелец проекта – компания Exxon Neftegas Limited – обратилась к специалистам BERMAD за решением данной задачи на уже существующей площадке и предотвращением подобной ситуации на строящихся объектах «САХАЛИН-2».

Результатом изучения всех факторов стал однозначный вывод, что причиной гидроударов является огромное количество воздуха в трубопроводе. При запуске вертикальных насосов турбинного типа поток воды сталкивается с сопротивлением большого объема воздуха в начале водовода, что и провоцирует скачок давления. Задача была решена с помощью установки специально разработанных узлов управления FP 730-48-BL из никель-алюминий-бронзового сплава для работы в морской среде.

Узел управления BERMAD FP 730-48-BL является нормально открытым перепускным узлом управления. Поскольку узел является нормально открытым, он позволяет эффективно сбрасывать большие объемы воздуха при первичном заполнении сухого водопровода, нивелируя чрезмерное сопротивление и предотвращая всплеск давления. Дополнительным преимуществом является повышение скорости подачи воды к АУП объекта. Как только давление повышается до 1–1,5 атм, узел закрывается и переходит в режим работы сбросного предохранительного клапана. При возникновении всплеска давления, вызванного резким изменением скорости потока (например, при перекрытии линии), узел открывается, не позволяя давлению подняться выше 12 атм.

Ознакомиться с техническим описанием узла управления FP 730-48-BL можно на нашем сайте.

УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСОМ С ФУНКЦИЕЙ ОБРАТНОГО КЛАПАНА BERMAD FP 42T-20

Пуск основного насоса в системе, находящейся под статическим давлением, создает всплеск давления. Предлагаемый узел управления пожарным насосом с функцией обратного клапана подходит для большинства типов насосов и представляет собой эффективное решение для предотвращения гидроудара. Пуск основного насоса в системе, находящейся под статическим давлением, создает всплеск давления. При отключенном основном насосе узел управления герметично закрыт благодаря функции обратного клапана и давлением, создаваемым работой жокей-насоса. При запуске основного насоса начальный всплеск давления нивелируется быстрым, но плавным открытием узла управления. Таким образом обеспечивается равномерный рост напора в питающем трубопроводе. Помимо защиты от гидроудара BERMAD FP 42T-20 выполняет функцию узла контроля давления (запорно-редукционного типа), предотвращая чрезмерный рост давления в питающем трубопроводе. К примеру, не позволяет давлению линии подняться выше 6 атм. При отключении основного насоса функция обратного клапана защищает его от противотока. Ознакомиться с техническим описанием узла управления FP 42T-20 можно на нашем сайте.

КОНТРОЛЬ СКОРОСТИ СРАБАТЫВАНИЯ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ

Гидроудар может быть вызван чрезмерной скоростью открытия пусковых узлов управления, что, как правило, объясняется стремлением разработчиков системы снизить показатель ее инерционности и обеспечить минимальное время подачи ОТВ. Поэтому возникает необходимость в локальном регулировании скорости срабатывания узла управления. Узлы управления BERMAD могут иметь встроенную функцию контроля давления и контроля скорости срабатывания во избежание разрушительных последствий гидроудара. Контроль скорости реакции запорного элемента, по мере необходимости, смягчает эффект всплеска давления до допустимого уровня.

МЕМБРАННЫЕ БАКИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГИДРОУДАРА

Еще один способ предотвращения всплеска давления в системе или гидроудара – это использование мембранного бака, который может быть включен в линию. Металлический резервуар содержит эластичную мембрану, по форме идентичную внутренней конструкции бака, которая заполняется водой под давлением системы. В объем между стенками бака и мембраной нагнетается сжатый воздух, давлением которого можно управлять. Так как внутреннее и внешнее давление эластичной мембраны всегда равно, появляется возможность нивелировать положительные и отрицательные колебания потока воды. По достижению ударной волной емкости резервуара эластичная мембрана, расширяясь, возьмёт удар на себя, фактически увеличивая объем трубопровода, что сведет к минимуму последующий всплеск давления.

При использовании данного решения необходимо учитывать его громоздкость. Зачастую инженеры, проектирующие пожарный трубопровод, закладывают в проект небольшой бак, который не отвечает масштабу поставленной задачи. Подбор бака под каждую конкретную установку осуществляется после проведения комплексных расчетов, которыми опасно пренебрегать.