Работоспособность напорных трубопроводных систем различного назначения во многом зависит от своевременного автоматического вывода газов и воздуха из труб. Например, в системах водоснабжения накапливается воздух, а в системах напорной канализации – метан, который является взрывоопасным газом, поэтому важно безопасно извлекать его из труб.
Растворенный в средах газ создает следующие препятствия в работе трубопроводных систем:
- накапливается в верхних точках трубопровода и уменьшает проходное сечение;
- при определенных условиях создает воздушные пробки, которые могут вызывать гидроудары, нарушать работу измерительных приборов и насосов;
- может стать причиной взрыва.
Другими словами - вантуз воздушный являются неотъемлемой частью сетей водоснабжения. Будь то водопровод или канализация, вы можете быть уверены, что найдете там воздушный вантуз. Итак, что такое воздушные вантузы? Какую функцию выполняют воздушные вантузы в трубопроводной инфраструктуре? Эта статья ответит на эти вопросы и даст вам более полное техническое представление о воздушных вантузах.
Что вызывает попадание воздуха в водопроводные трубы?
Воздух и вакуум, образующиеся в водопроводных сетях, могут привести к серьезным проблемам в эксплуатации и даже к серьёзным аварийным ситуациям. Воздух может поступать в трубопроводные системы несколькими способами:
- Пустые трубопроводы
Не работающие трубопроводы заполнены воздухом. Большая его часть удаляется во время запуска, но часть воздушных пробок может оставаться в системе.
- Воздух в жидкости
В зависимости от температуры и давления, жидкости, такие как вода, могут содержать свободный или растворенный воздух. Растворённый воздух может переходить в свободный и во время движения жидкости он может скапливаться в верхних точках системы. Кроме того, в трубопроводах, транспортирующих сточные воды, жидкие отходы могут подвергаться химическим реакциям и превращаться в газы, которые могут накапливаться в системе сточных вод.
- Механическое оборудование
Воздух также может попадать в трубопровод через механические системы, такие как насосы, соединения труб, арматура и т.д. Утечки или неисправные уплотнения в этих компонентах могут привести к проникновению воздуха в систему трубопроводов.
Как образуется вакуум в трубе?
Вакуум в трубопроводах может возникать, когда давление в трубопроводе падает ниже атмосферного давления. Вакуум может появляться из-за резких изменений скорости текущей жидкости. Например:
- Когда насосы выключаются слишком быстро
- Когда обратные клапаны внезапно закрываются
- Опорожнение линейных участков трубопровода неправильным способом
Каковы последствия попадания воздуха и вакуума в трубопроводы?
Воздух и вакуум, образующиеся в трубопроводе, могут оказать серьезное влияние на работу трубопровода, такие как:
- Снижение эффективности транспортировки воды: воздух в трубопроводах может снизить эффективность насосной системы. Воздушные пробки в верхних точках системы, блокируют поток, увеличивая напор давления и, следовательно, энергию, необходимую для перекаски воды
- Коррозия трубопровода: в зависимости от температуры трубопровода кислород в захваченном воздухе может быть мощным коррозионным агентом. Кислород постепенно окисляет металл, что приводит к коррозии, закупорке и разрушению конструкции трубы.
- Неверные показания и выход из строя измерительных приборов: воздушные пробки и вакуум могут вызвать проблемы с устройствами измерения и контроля расхода. Они влияют на способность устройств точно измерять и контролировать поток.
- Гидроудар: когда в трубе имеется воздушная пробка, давление вокруг пробки увеличивается. Поток, циркулирующей вокруг этой пробки, посылает вибрации по всей трубе. Эта вибрация, известная как гидроудар, потенциально может повредить важные части трубопровода.
- Выход из строя труб: вакуум может привести к катастрофическим повреждениям трубопровода. При наличии значительного вакуума труба может разрушиться внутрь (сплющиться) из-за разницы давлений с обеих сторон стенок трубы.
Варианты исполнения вантузов
Устройства могут различаться конфигурацией и размерами, разнотипными соединительными элементами. Выполняются все изделия из качественных материалов с высокими антикоррозийными свойствами. Так, корпус изготавливают из нержавеющей стали, чугуна или особо прочного пластика.
Если автоматический воздушный вантуз предназначен для работ при высоком рабочем давлении и небольших объемах, то при малом давлении и больших объемах используют кинетический. Оба типа устройств автоматически осуществляют сброс воздуха, как в момент начального запуска системы, так и во время ее постоянного функционирования.
Правила проектирования вантузов описаны в СП 31.13330.
Установка вантузов рекомендуется:
- во всех верхних точках трубопроводов (точки «А»);
- на длительном подъеме/спуске трубопровода (точки «Б») через 500-700 метров;
- после быстродействующего оборудования, которое провоцирует выделение газов из среды (точка «Д») или после запорных элементов с приводной техникой (точка «С»).
Эксплуатирующие организации рекомендуют искусственно организовать верхние точки на трубопроводах длиной более 1000 метров, находящихся в горизонтали.
На трубах диаметром до 300 мм включительно допускается применением одноступенчатых вантузов. На трубах диаметром свыше 300 мм необходимо устанавливать только двухступенчатые.
Вантузы работают в автоматическом режиме на впуск и выпуск: при наличии в трубопроводе воды шар поднимается и блокирует выход воды. Когда в вантузе собирается воздух, шар падает и выпускает воздух через вантуз наружу. При опорожнении трубопровода шар падает и впускает воздух снаружи, тем самым устраняя вакуум в трубе, который может разрушить трубопровод. В двухступенчатых вантузах большой шар работает при заполнении и опорожнении трубопровода для впуска и выпуска большого объема воздуха. Малый шар работает при заполненном трубопроводе, выпуская накапливающийся в процессе эксплуатации воздух в очень незначительных объемах.
При установке воздушных вантузов следует особое внимание уделить температуре в камере. При установке на узел удаления воздуха вантузы могут оказаться в зоне промерзания. Это может привести к обледенению и прекращению работы вантуза.
Обслуживать вантузы для сетей водоснабжения необходимо 1 раз в год, для сетей водоотведения — 2 раза в год.
Где установить воздушные вантузы?
Очень важно выбрать правильное место для установки воздушного вантуза. Для достижения максимальной эффективности воздушные вантузы размещаются в определённых местах на трубопроводах. Для надлежащей аэрации и вентиляции систем водоснабжения и водоотведения воздушные вантузы необходимы в следующих точках:
- Максимальные Высокие Точки
Пузырьки воздуха накапливаются и образуют воздушные пробки, которые застревают в самых высоких точках системы. Установка воздушных вантузов здесь помогает удалять воздушные пробки в атмосферу.
Требуется:вантуз выпуска воздуха / комбинированный вантуз.
- Временные высокие точки
Локальные максимумы также могут служить местом накопления пузырьков воздуха. Воздушный вантуз здесь выпускает пузырьки в атмосферу.
Требуется: вантуз выпуска воздуха/комбинированный вантуз.
- Протяжённые поднимающиеся или опускающиеся участки труб
Вытесненные потоком небольшие воздушные пробки могут двигаться вниз по течению и образовывать более крупные воздушные пробки в верхней части трубы. Кроме того, быстрый поток в нисходящих наклонных участках труб может создавать вакуум. Как правило, вантузы выпуска воздуха и воздушные вакуумные вантузы должны устанавливаться каждые 800 м на длинных трубопроводах, чтобы правильно выпускать и втягивать воздух в систему.
- После быстросрабатывающей предохранительной арматуры
После быстрого закрытия обратного клапана, после него может образоваться вакуум из-за импульса потока. Для правильной работы трубопровода необходимо снизить отрицательное давление, впуская воздух в трубу.
- После Устройств Регулирования / Повышения Расхода
После устройств регулирования потока, таких как турбины или регулирующие клапаны, перепады давления и скорости могут привести к образованию вакуума. Воздушные вакуумные вантузы необходимы рядом с этими устройствами, чтобы втягивать воздух в систему, устройства для повышения расхода, такие как насосы, и уменьшенные секции труб также способствуют переходу воздуха из растворённого состояния в свободный вид. Вантузы выпуска воздуха необходимо установить после этих устройств, чтобы удалить этот воздух
Наконец, всегда устанавливайте воздушные вантузы в доступных, хорошо проветриваемых местах. Это гарантирует, что у них всегда будет достаточно воздуха, чтобы втянуть его в системы, а воздух выпускаемый из трубопровода будет иметь выход. Кроме того, это облегчает доступ к вантузам для технического обслуживания.
Из этой статьи мы узнали, что воздух, который может накапливаться в водопроводных сетях, может представлять значительную угрозу для всей системы. В следующей статье мы расскажем вам о типах воздушных вантузов, а также объясним, как правильно выбрать воздушный вантуз.
- Комментарии
