Làm thế nào để giảm thiểu tác hại do búa nước gây ra?

Búa nước là một vấn đề phổ biến trong các hệ thống phân phối nước và có nhiều biện pháp bảo vệ khác nhau để giảm thiểu tác động của nó. Tuy nhiên, những biện pháp này phải được điều chỉnh phù hợp với từng nguyên nhân cụ thể gây ra hiện tượng búa nước. Dưới đây là một số phương pháp thường được sử dụng:

Việc giảm tốc độ dòng chảy trong đường ống có thể làm giảm áp lực búa nước ở một mức độ nào đó. Tuy nhiên, điều này có thể đòi hỏi phải tăng đường kính ống, làm tăng thêm chi phí của dự án. Khi bố trí đường ống, cần tránh các tình huống có sự thay đổi đột ngột về độ dốc hoặc hình thành các bướu (điểm cao) trên đường ống.

Ngoài ra, việc giảm chiều dài đường ống có thể hữu ích vì đường ống dài hơn thường tạo ra búa nước lớn hơn khi tắt máy bơm. Một cách tiếp cận là chia một trạm bơm thành hai và sử dụng giếng hút để nối hai trạm.

Độ lớn của búa nước khi tắt máy bơm chủ yếu liên quan đến cột áp hình học của trạm bơm. Đầu hình học càng cao thì khả năng xảy ra búa nước càng lớn. Vì vậy, điều quan trọng là phải chọn đầu bơm phù hợp dựa trên điều kiện địa phương.

Sau khi tắt máy bơm, hệ thống phải đợi đường ống phía hạ lưu của van một chiều đổ đầy nước trước khi khởi động lại máy bơm. Trong quá trình khởi động máy bơm, điều quan trọng là không mở hoàn toàn van đầu ra của máy bơm, vì điều này có thể gây ra hiện tượng búa nước đáng kể. Nhiều sự cố búa nước lớn ở trạm bơm xảy ra trong những điều kiện này.

(1) Áp dụng công nghệ kiểm soát áp suất không đổi:

Hệ thống điều khiển tự động PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) có thể được sử dụng để điều chỉnh tốc độ của máy bơm thông qua điều khiển tần số thay đổi. Do áp suất trong mạng lưới phân phối nước dao động theo điều kiện vận hành thay đổi nên việc tăng hoặc giảm áp suất là điều thường xuyên xảy ra, dẫn đến nguy cơ búa nước và hư hỏng đường ống và thiết bị. Bằng cách theo dõi áp suất và kiểm soát hoạt động của máy bơm—bật hoặc tắt hoặc điều chỉnh tốc độ của chúng—hệ thống sẽ duy trì áp suất không đổi. Điều này giúp ngăn chặn sự dao động áp suất lớn và giảm khả năng xảy ra hiện tượng búa nước.

(2) Lắp đặt thiết bị chống búa nước:

Các thiết bị này chủ yếu ngăn chặn hiện tượng búa nước do máy bơm ngừng hoạt động và thường được lắp đặt gần đầu ra của máy bơm. Họ sử dụng áp suất trong đường ống để kích hoạt van giảm áp khi áp suất giảm xuống dưới ngưỡng đã đặt, cho phép xả nước để giảm áp. Điều này giúp cân bằng áp lực đường ống cục bộ và ngăn ngừa thiệt hại do búa nước gây ra. Thiết bị chống búa nước thường có sẵn ở dạng cơ khí và thủy lực. Bộ hãm cơ học yêu cầu thiết lập lại thủ công sau khi kích hoạt, trong khi bộ hãm thủy lực yêu cầu thiết lập lại tự động.

(3) Lắp đặt Van một chiều đóng chậm trên đường ống có đường kính lớn:

Van một chiều đóng chậm có thể giảm thiểu hiện tượng búa nước một cách hiệu quả do tắt máy bơm. Tuy nhiên, do hoạt động của van cho phép một lượng nước chảy ngược lại nên cần có một ống tràn trong giếng hút. Van một chiều đóng chậm có hai loại: loại dựa trên trọng lượng và loại lưu trữ năng lượng. Các van này có thể được điều chỉnh để đóng trong một khung thời gian cụ thể. Thông thường, van đóng 70%-80% trong vòng 3 đến 7 giây sau khi mất điện, 20%-30% còn lại đóng trong vòng 10 đến 30 giây, tùy thuộc vào điều kiện máy bơm và đường ống. Điều quan trọng cần lưu ý là khi có các điểm cao (bướu) trong đường ống, búa nước do tách cột có thể xảy ra, trong trường hợp đó, van một chiều đóng chậm sẽ kém hiệu quả hơn.

(4) Lắp đặt Tháp điều áp một chiều:

Tháp điều chỉnh áp suất một chiều có thể được xây dựng gần trạm bơm hoặc tại một điểm thích hợp trên đường ống. Mực nước của tháp phải thấp hơn áp suất đường ống tại thời điểm đó. Khi áp suất đường ống giảm xuống dưới mực nước của tháp, nước được bổ sung từ tháp vào đường ống để ngăn cột nước tách ra và tránh hiện tượng búa nước. Tuy nhiên, biện pháp này không hiệu quả lắm trong việc ngăn chặn hiện tượng búa nước do đóng van. Ngoài ra, van một chiều được sử dụng trong tháp phải đáng tin cậy, vì nếu hỏng hóc có thể dẫn đến hiện tượng búa nước đáng kể.

(5) Lắp đặt đường ống (van) bypass trong trạm bơm:

Trong điều kiện bình thường, áp suất ở phía xả của bơm cao hơn phía hút, khiến van một chiều đóng lại. Khi xảy ra sự cố mất điện đột ngột, áp suất ở phía xả của bơm giảm mạnh, trong khi áp suất ở phía hút lại tăng lên đáng kể. Sự chênh lệch áp suất buộc nước áp suất cao thoáng qua trong đường ống hút đẩy van một chiều mở ra, đưa nước đến phía xả áp suất thấp. Quá trình này giúp cân bằng áp suất ở hai bên máy bơm, giảm khả năng xảy ra hiện tượng búa nước.

(6) Lắp đặt nhiều van một chiều:

Đối với đường ống dài, việc lắp đặt nhiều van một chiều có thể chia đường ống thành nhiều đoạn. Mỗi phần sẽ có van kiểm tra riêng. Trong trường hợp búa nước, dòng nước được chia thành các phần nhỏ hơn khi mỗi van một chiều lần lượt đóng lại. Đầu áp suất nhỏ hơn ở mỗi phần làm giảm cường độ của búa nước. Phương pháp này đặc biệt hữu ích cho các hệ thống có chênh lệch cột nước theo chiều dọc lớn. Tuy nhiên, nó không thể loại bỏ nguy cơ tách cột nước. Một nhược điểm lớn là trong quá trình hoạt động bình thường, nó làm tăng mức tiêu thụ năng lượng của máy bơm và chi phí vận hành.

Bằng cách thực hiện các chiến lược này, có thể giảm thiểu tác động của búa nước lên hệ thống cấp nước một cách hiệu quả, đảm bảo cả tính an toàn và hiệu quả trong vận hành.

Nếu bạn quan tâm đến bài viết này hoặc có bất kỳ câu hỏi nào về nó, vui lòng liên hệ với tôi một cách thoải mái bất cứ lúc nào ~~~

whatsapp: +86 18159365159

Email: victor@gntvalve.com