Предотвратяване на обратен поток във водоснабдителни инсталации

В и КСп. Инженеринг ревю - брой 3/2019 • 06.06.2019

 

Осигуряването на чиста и безопасна питейна вода в съвременния свят може да е предизвикателство предвид съществуването на множество потенциални химични замърсители. В допълнение, съществуват и редица начини, по които водоснабдителните системи могат да бъдат свързани с други системи. Наличието на обратен поток във водоснабдителната мрежа води до замърсяване на водата до степен, правеща я негодна за консумация.

Това обуславя необходимостта от използването на решения за предотвратяване на обратния поток във всички видове сгради – промишлени, обществени и жилищни. Те намират приложение в обществени водоснабдителни мрежи, предприятия от хранително-вкусовата индустрия, болнични водоснабдителни системи и др.
Предпазителите за обратен поток представляват механични устройства, които осигуряват физическа защита от възникването на това явление. Обратният поток може да бъде предотвратен и чрез въздушно пространство, елиминиращо връзката между две водопроводни системи.

Предлагат се много различни видове механични устройства за предотвратяване на поток например компоненти за понижаване на налягането, прекъсвачи за работа при атмосферно налягане или вакуум и двойни възвратни вентили. Видът на използваното устройство във всеки отделен случай се определя от типа обратен поток, който може да се очаква в конкретното приложение, това дали устройството ще е под постоянно налягане или не, и от степента на опасност на флуида, който може да постъпи с обратния поток във водоснабдителната система.

 

Същност на обратния поток

Обратният поток е нежеланото връщане на вода във водоснабдителната тръба от системата за питейна вода, което може да се превърне в сериозен проблем, особено когато съдържа опасни замърсители или бактерии. Може да възникне вследствие на обратно налягане или обратно връщане чрез сифон.
Обратно налягане се получава, когато налягането в потребителската инсталация е по-високо от това във водоснабдителната система. Това може да доведе до нежелано връщане на вода в обратна посока. До този дисбаланс в налягането може да се стигне при водоснабдителни инсталации в многоетажни сгради, системи с хидрофорни помпи и свързвания за котелни системи.

Обратното връщане чрез сифон се причинява от отрицателно или понижено налягане във водоснабдителната система, поради което вода може да бъде засмукана обратно във водопровода. Факторите, причиняващи това явление, са няколко – например ремонт или спукване на тръби, които са разположени по-ниско от точката на обслужване, понижено водопроводно налягане, дължащо се на висок черпателен дебит, както и недостатъчно голям диаметър на водоснабдителните тръби, водещ до висока скорост на водата и намалено налягане при смукателната страна на хидрофорна помпа.

За да възникне обратен поток, трябва да е налична действителна или потенциална връзка между водоснабдителната система и източник на замърсяване, например непитейна вода, промишлена течност или газ. Тази връзка може да е временна или непрекъсната и да е например между системата за питейна вода и инсталация за отопление или охлаждане, поливна система, байпасни контури или линии за водоподготовка.

Както беше споменато, за предотвратяване на постъпването на замърсени течности или газове във водоснабдителната система може да се използва богат набор от решения. Обикновено изборът на подходящо устройство се определя в зависимост от степента на опасност, която поставя връзката между двете системи. Допълнителни фактори са размерът на тръбите, разположението им, както и необходимостта от тестване на устройствата за гарантиране на нормалната им експлоатация.

Решенията за справяне с риска от възникване на обратен поток са шест – оставяне на въздушно пространство, барометрични контури, прекъсвачи при атмосферно налягане и вакуум, двойни възвратни вентили с междинен отвор и устройства за намаляване на налягането.

 

Въздушни междини

Те представляват високоефективно решение за предотвратяване на обратен поток в местата, където може да има условия за отрицателно налягане. Прието е, че междинното въздушно пространство трябва да е с размер равен на два пъти диаметъра на водоснабдителната тръба, но никога под 2,5 см.
Въпреки високата ефективност оставянето на въздушно пространство прекъсва потока във водопровода, което е свързано със съответната загуба на налягане. Поради това те се използват предимно в края на водоснабдителната линия, където може да са необходими резервоари.

Използването на въздушни пространства за предотвратяване на обратен поток е свързано с някои особености. В непрекъсната водопроводна система всяко въздушно пространство изисква допълнителни разходи за резервоари и вторични помпени инсталации. Освен това при прилагането на това решение водата е изложена на околния въздух, съдържащ бактерии, прахови частици и други замърсители.

Абсорбиращият ефект на течащата вода е предпоставка за постъпване на тези замърсители в резервоарите. При навлизането на водата от тръбата в задържащия резервоар може да се отдели свободен хлор, като по този начин се понижава устойчивостта на водата на бактериално замърсяване при дългосрочно съхранение.
Изброените особености налагат регулярната инспекция на въздушните междини. Те могат да бъдат реализирани с налични на пазара ВиК компоненти или да бъдат закупени като отделни единици, които да бъдат интегрирани във водопроводните системи.

 

Барометрични контури

Представляват непрекъснат участък от водопроводната тръба, който рязко се издига до височина от около 11 м, след което се връща до първоначалното ниво. Барометричните контури ефективно предпазват водоснабдителната система от обратен поток чрез сифон. Не могат да се използват за защита от отрицателно налягане. Принципът им на действие се основава на факта, че водна колона при налягане при морското равнище не може да се издигне над 10,3 м. По принцип барометричните контури се изработват на местно ниво и са с височина близо 11 м.

 

Вакуум прекъсвачи за атмосферно налягане

Те са сред най-простите и разходно ефективни механични устройства за предотвратяване на обратен поток. Когато са инсталирани правилно, могат да осигурят отлична защита срещу обратно връщане чрез сифон. Не трябва да се използват за защита срещу условия на отрицателно налягане.
Конструкцията им включва свободно движещ се поплавък на вал и уплътнение в горния му край с еластомерен диск. Водният поток повдига поплавъка и уплътнението затваря тръбата в горно направление. Водното налягане поддържа поплавъка в тази позиция, а спирането на водоподаването ще доведе до спускането му и отварянето на тръбата в направление надолу.

Тези устройства трябва да се инсталират вертикално и поне 15 см по-високо от крайния отвор. Веднъж монтирани във водоснабдителната система, тези устройства не могат да бъдат тествани. Обикновено осигуряват надеждна защита срещу обратно връщане чрез сифон.

 

Вакуум прекъсвачи за по-високо налягане

Тези устройства са надграден вариант на описаните по-горе и са разработени в отговор на необходимостта от приложение при постоянно налягане и тестване на място. Това е възможно благодарение на добавена пружина върху поплавъка, два допълнителни шибъра, тестови кранове и още един възвратен вентил.

Трябва отново да се отбележи, че тези устройства могат да бъдат използвани при постоянно налягане, но не защитават от условия на отрицателно налягане. Поради това те трябва да бъдат монтирани минимум 15 до 30 см по-високо от съществуващия отвор.
Предлага се и модификация на това устройство, специално проектирана за минимизиране на разлива на вода. Изискванията по отношение на инсталация и хидравлични условия са аналогични на тези за стандартните устройства.

 

Двойни възвратни вентили

Двойните възвратни вентили с междинен отвор са разработени в резултат на нуждата от компактно устройство, осигуряващо защита при умерени рискове и отрицателно налягане, с възможност за приложение под постоянно налягане. Представляват два възвратни вентила с отвор между тях. Налягането от линията поддържа отвора затворен, но при нулево налягане или обратно връщане чрез сифон той се отваря към атмосферата. Наличието на отвора към атмосферата осигурява допълнителна защита срещу възникването на обратен поток.

Двойните възвратни вентили на практика представляват два единични възвратни вентила в един корпус, разполагащ и с два тестови вентила и два плътно затварящи се шибъра. Възможността за тестване дава на това устройство голямо предимство пред използването на два независими възвратни вентила, като всеки от тях или и двата могат да бъдат проверени дали работят или дали са замърсени.

Всеки вентил е с пружинно затваряне, което позволява “захапването” на малки отломки и замърсявания и затварянето му дори при наличието на такива. Този тип устройства се използват за защита на инсталации, изложени на малка до средна опасност, например при парни котли в хранително-вкусовата промишленост.

 

Устройства за понижено налягане

Устройствата, базирани на редуцирано налягане, осигуряват максимална защита при обратно връщане чрез сифон и наличие на отрицателно налягане. Представляват модифицирани двойни възвратни вентили с отвор към атмосферата между тях и проектирани така, че налягането в зоната между вентилите да е по-ниско от налягането във водоснабдителната тръба.

Това дава възможност за предотвратяване на обратен поток, дори когато и двата възвратни вентила са замърсени. Могат да бъдат използвани под постоянно налягане и в инсталации с висок риск. Предлагат се с тестови вентили и шибри.

Потокът постъпва в централната камера в противодействие с налягането, което оказва натовареният първи възвратен вентил. Вследствие на това водоснабдителното налягане спада до предварително определена стойност. Налягането в централната камера се поддържа по-ниско от началното благодарение на предпазен вентил. Вторият възвратен вентил е независим от налягането, необходимо за отваряне на предпазния клапан. В случай че налягането се повиши след устройството, вторият възвратен вентил се затваря, предотвратявайки възникването на обратен поток. Устройствата от този вид обикновено се използват във високорискови инсталации например в системи за галванични покрития, болници, автомивки и др.

Новият брой 6/2019

брой 6-2019

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top