Гидравлические удары в отстойнике
Общая информация
Гидравлические удары могут возникать в трубопроводах, заполненных потоком сточных вод, при резких изменениях величин давления.
Причиной этому может стать слишком малый объем отстойника для хранения воды. Значительные повреждения возможны и в случае если при проектировании канализационной насосной станции воздействия гидравлических ударов не учитывались. Гидравлические удары и вызванные ими резкие колебания уровней поверхности воды в отстойнике могут также негативно отражаться на правильной работе элементов автоматического останова насоса. Состояние перегруженного трубопровода, нагнетающего воду в отстойник канализационной насосной станции, можно в некотором смысле сравнить с турбинным водоводом и буферной емкостью гидроэлектростанции.
В случае проектирования КНС необходимы гидравлические расчеты и консультация HDC.
Величина гидравлического удара
Высота, до которой вода ударяется в приямок насоса, представляет собой функцию длины трубопровода с полным потоком, площади поперечного сечения трубопровода, емкости приямка, изменения величины нагнетания насоса и потерь на трение. Точное математическое решение таких сложных расчетов зачастую практически не осуществимо, по причине множества изменений в размерах трубопроводов и многочисленных впускных точек в канализационной системе. Однако методы приблизительных расчетов, разработанные HDC, дают возможность математической обработки проблемы и результаты, достаточно точные для задач проектирования.
Условия для защиты от гидравлических ударов
Определенные особенности конструкции насосных станций и систем канализации автоматически оказывают компенсирующее воздействие на гидравлические удары. Различные ответвления и люки в канализационной системе, рабочий приямок, колодцы всасывания и сороудерживающих решеток хорошо работают как расширительные емкости. Использование насосов с регулируемыми лопастями или переменной скоростью двигателя дают возможность плавно сокращать напор насоса при отключении и сокращают конструкционные сложности, связанные с гидравлическими ударами.
В случаях сильных гидравлических ударов для решения проблемы следует предусмотреть один из приведенных ниже методов:
- Увеличить высоту рабочего дна канализационной насосной станции над уровнем грунта и предусмотреть переливные каналы под дном станции. Для ограничения сброса и упрощения его устранения, необходимо предусмотреть приямок рядом с подводящим каналом с гравитационным дренажом для возврата перетока на станцию. Данный метод обеспечивает защиту станции от повреждений в случае очень сильных гидравлических ударов, которые могут быть вызваны полным остановом станции, однако обычно не снимают меньшие удары, вызванные остановом отдельных насосов, что может стать причиной затруднений в эксплуатации.
- Канализационные насосные станции с рабочим дном, расположенным над отметкой высокого уровня воды, или вне линии защиты, могут оснащаться обводными каналами с клапанными затворами с впускного канала насоса отстойника насосной станции на нагнетательную камеру или непосредственно в поток. Такая компоновка может потребовать изменения в проекте станции, в особенности конструкции рабочего пола, на который воздействует вертикально направленное давление.
Данный метод можно использовать для защиты станции от чрезмерно сильных гидравлических ударов. Эффективность метода в сокращении меньших гидравлических ударов будет зависеть от отметки поверхности воды в нагнетательной камере или в потоке в начале гидравлического удара и от отметки, на которых размещены обводные каналы. - Горизонтальное сечение колодца для входного потока сточных вод можно увеличить для его действия в качестве расширительной емкости. Не допускается увеличение размеров колодца свыше площади, необходимой для требуемого потока в колодце.
- В определенной точке трубопровода рядом с насосной станцией можно использовать специальную расширительную емкость или расширительный бассейн.
Эффективность данного метода зависит от площади горизонтального сечения на отметке, на котором начинает действовать расширительная емкость. Данный метод эффективен для сокращения любых гидравлических ударов, как в отстойнике, так и в соединенной канализационной системе. Однако для получения максимального эффекта на канализационной насосной станции, расширительную емкость или расширительный бассейн следует размещать максимально близко к КНС. - Для крупного трубопровода отстойник начального всасывания может быть оснащен регулирующим водосливом во второй колодец с одной стороны, с целью поддержания постоянного гидравлического градиента в канализационной системе. Данный метод предупреждает гидравлические удары, вызванные умеренными изменениями в величине нагнетания насоса, однако не может оказать значительного воздействия на сильные гидравлические удары, вызванные полным остановом насосной станции, и не может обеспечить достаточной защиты насосной станции.
