Pencegahan water hammer di stasiun pompa.

Halo dan selamat datang di Controlling Water, ruang bagi kita untuk membahas katup, air, meteran, dan wawasan menarik tentang industri air. Setiap episode, kami berbincang bersama para profesional industri yang mengkhususkan diri dalam segala hal tentang katup, meteran, dan pengetahuan praktik terbaik di industri air. Kali ini, kami bersama Colin Kirkland dari BERMAD Australia, salah satu insinyur di Australia.

Dengan pengalaman lebih dari 30 tahun di industri ini, Colin bergabung bersama kami hari ini untuk membahas lebih lanjut tentang water hammer. Kali ini, kita akan membahas pencegahan water hammer di stasiun pompa. Selamat datang kembali, Colin. Selalu menyenangkan memiliki Anda di sini.

Senang berada di sini. Terima kasih.

Jadi saya yakin ini pertanyaannya agak panjang, tapi bisakah Anda terlebih dahulu menjelaskan mengapa water hammer terjadi, terutama di stasiun pompa?

Ya. Jadi, pada episode-episode sebelumnya kita sudah membahas sebenarnya apa itu water hammer, dan tentu saja, itu adalah peningkatan tekanan yang sangat cepat yang dihasilkan oleh perubahan aliran yang sangat tiba-tiba. Inilah yang dilakukan stasiun pompa setiap hari. Jadi, jika kita lihat, kita memiliki banyak stasiun pompa di mana pompa dapat mulai dan berjalan selama berhari-hari atau berminggu-minggu, atau kita bisa memiliki pompa yang menyala 20, 30, 40 kali dalam sehari.

Dampak akhirnya adalah, di stasiun pompa, saat Anda menyalakan pompa, Anda menghasilkan perubahan aliran. Ketika Anda mematikan pompa itu, Anda menghasilkan perubahan aliran yang cepat. Jadi kondisi tersebut dengan kenaikan bertahap yang terkontrol, penurunan bertahap yang terkontrol, akan terjadi, suka atau tidak. Hasil akhirnya tergantung pada bagaimana Anda mengontrolnya.

Jadi, stasiun pompa mungkin adalah salah satu penyebab terbesar terjadinya water hammer di semua industri, baik itu pertambangan, air, irigasi, atau apa pun. Hal utama di sini adalah benar-benar memahami apa itu desain stasiun pompa, dan membuatnya bekerja secara efektif dalam kondisi operasi normal, tetapi juga dalam kondisi yang tidak terkontrol.

Dengan kata lain, jika terjadi kegagalan daya, atau dalam kondisi yang tidak terkontrol. Jadi, stasiun pompa adalah penyebab terbesar water hammer yang pernah saya temui selama bertahun-tahun.

Lalu, bagaimana para desainer biasanya meminimalkan kondisi ini?

Oke. Jadi jika kita sedang merancang sebuah stasiun pompa itu sendiri, jika kita memikirkan pompa pada umumnya, kita mungkin memiliki motor listrik, kita akan memiliki kopling, dan kita akan memiliki pompa. Dan ketika mereka merancang pompa-pompa ini, umumnya mereka merancang pompa yang dapat menghasilkan aliran dan energi yang cukup untuk memindahkan air ke mana pun air itu harus dialirkan. Dan kebanyakan orang ketika mereka merakit set pompa ini, dan mereka mempertimbangkan motor listrik, mereka juga akan mempertimbangkan berbagai cara untuk dapat menyalakan dan mematikan motor tersebut.

Jadi ada banyak proses yang sudah ada sejak lama. Ada yang kita sebut DOL, yaitu direct online, dan direct online pada dasarnya berarti ketika seseorang datang dan menekan tombol start, langsung, pompa langsung menyala dan berjalan, lalu ketika dihentikan, langsung berhenti. Tidak ada kontrol, sangat buruk untuk water hammer.

Lalu ada juga seperti Star-delta Starter. Star-delta Starter adalah seperti pengaturan bertahap dan akan melakukannya dalam periode yang terkontrol untuk menaikkan kecepatan. Dan biasanya penurunan kecepatannya juga sangat buruk. Namun saat ini sudah banyak pekerjaan yang dilakukan untuk mengontrol proses start pompa. Dan ada banyak hal yang disebut seperti soft start atau variable speed drive atau sering disebut drive. Dan ini adalah produk listrik yang pada dasarnya memungkinkan motor untuk naik ke kecepatan secara perlahan dan terkontrol.

Dan sebaliknya, ketika akan dimatikan, mereka memungkinkan untuk menurunkan kecepatan secara perlahan. Sekarang hal yang paling banyak diperhatikan orang adalah ketika mereka merancang stasiun pompa, umumnya mereka tidak memperhatikan water hammer. Itu adalah hal sekunder. Yang mereka perhatikan adalah mereka ingin pompa bekerja seefisien mungkin. Dan mereka tahu, jika saya menyalakan pompa dengan sangat cepat, itu membutuhkan banyak daya. Jadi saya membutuhkan 30% lebih banyak daya untuk menyalakan pompa. Tapi jika saya melakukannya dengan drive dan menaikkannya secara perlahan dan lembut, saya tidak memerlukan daya sebanyak itu. Jadi motornya menjadi lebih kecil, infrastrukturnya lebih kecil, dan lebih efisien, jadi ada banyak situasi yang sangat baik untuk menyalakan dan mematikan motor-motor ini secara efektif.

Yang selalu kami perhatikan, dari perspektif water hammer, adalah melihat, bagaimana Anda menyalakan dan mematikan pompa? Dan kita bisa melihat apa efek akhirnya terhadap water hammer, tapi umumnya mereka tidak melihatnya dari sudut pandang itu. Mereka murni melihatnya agar sistem bekerja dan bekerja secara efisien.

Jadi saat ini, sebagian besar perancang, ketika mereka merancang stasiun pompa tersebut, akan menggabungkan salah satu prosedur start untuk menyalakan pompa-pompa itu, apakah itu drive, soft start, atau DOL. Hal utama adalah, dari sudut pandang water hammer, kita menginginkan sesuatu yang naik secara bertahap, dan turun secara bertahap, lembut di dalam sistem. Sekarang beberapa sistem ini mungkin dapat membantu dalam pencegahan water hammer, tetapi jelas tidak semuanya.

Bagus untuk diketahui. Bagus untuk diketahui. Colin, saya ingin menyinggung sesuatu yang Anda katakan sebelumnya. Anda menyebutkan bahwa dalam banyak kasus, desain mungkin dapat meminimalkan water hammer.

Ya.

Saya menduga ada kondisi tertentu di mana perubahan desain ini mungkin sebenarnya tidak berhasil. Apa saja beberapa kondisi tersebut?

Oke. Jika kita berbicara tentang perangkat awal dasar yang sudah kita bahas – direct online, laju start yang sangat cepat, berhenti dengan cepat, benar-benar tidak berpengaruh pada water hammer.

Benar.

Starter Bintang-Delta Langsung memiliki sedikit pengaruh karena peningkatan RPM pompa terjadi secara bertahap, meskipun tidak terlalu signifikan, namun soft start dapat memberikan efek yang sangat baik.

Jadi, soft start atau drive dapat meningkatkan kecepatan secara perlahan dan memperkenalkan aliran serta tekanan ke dalam pipa secara bertahap, yang merupakan hal baik. Namun, desain keseluruhan yang dipikirkan operator adalah – jika saya menaikkan kecepatan pompa itu selama 60 detik, asumsinya aliran akan meningkat secara bertahap selama 60 detik tersebut, dan itu tidak selalu terjadi.

Saat pompa mulai meningkatkan kecepatannya, pompa mulai membangun tekanan. Aliran baru akan mulai bergerak setelah Anda mengatasi head statis. Supaya lebih sederhana, bayangkan saya memompa air ke atas bukit yang jaraknya satu kilometer dan tingginya 50 meter. Sampai pompa menghasilkan energi sebesar 51 meter, berarti pompa telah mengatasi seluruh energi statis yang menahan air, dan air mulai mengalir.

Sekarang, jika pompa naik secara bertahap selama 60 detik, tetapi 50 detik di antaranya hanya digunakan untuk mencapai 51 meter, maka belum ada aliran yang berpindah, hanya menaikkan kecepatan tanpa hasil. Dan tiba-tiba, langsung terbuka. Jadi sebenarnya hanya ada lima detik transfer aliran, yang sebenarnya kurang bermanfaat.

Ya.

Jadi, untuk menjawab pertanyaan Anda, jika head statis yang kita bicarakan—dengan kata lain, 15 meter head itu—sangat dekat dengan head berjalan, misalnya 60 meter, maka kecil kemungkinan hal itu akan memberikan efek yang baik terhadap water hammer, karena tidak akan menaikkan aliran secara bertahap. Dan yang lebih penting, tidak akan menurunkan aliran secara bertahap.

Begitu Anda mulai menurunkannya setelah 10 detik, aliran akan berhenti seketika. Jadi, kesimpulannya, jika head statis sangat dekat dengan head berjalan, hal itu benar-benar tidak efektif terhadap water hammer, dan drive tidak akan banyak berpengaruh, bahkan mungkin tidak berpengaruh sama sekali.

Bagus untuk diketahui. Jadi dalam kondisi seperti ini, di mana tekanannya sangat mirip, apa yang bisa Anda lakukan untuk mencapai hasil yang sama? Saya yakin selama bertahun-tahun dengan pengalaman Anda, Anda mungkin telah menemukan beberapa solusi.

Ya Sarah, kami punya. Kami memiliki solusi yang sangat baik yang disebut Bermad model 740 Pump Control Valve. Produk ini sudah ada sejak saya bergabung di organisasi ini dan benar-benar menjadi tolok ukur produk yang telah bekerja secara andal selama bertahun-tahun.

Apa yang sebenarnya dilakukan produk ini adalah, terlepas dari kecepatan peningkatan pompa, yang ingin kami capai adalah peningkatan aliran secara bertahap saat kami memompa ke atas bukit. Pump Control Valve atau Bermad model 740 ini adalah sebuah katup solenoida. Jadi, maksudnya adalah, ketika saya menyalakan pompa, saya mengaktifkan solenoida, dan setelah tekanan cukup terbentuk, katup akan terbuka dengan laju yang sangat lambat dan terkontrol sehingga air yang mengalir ke pipa lebih sedikit. Jadi ini persis seperti seorang operator yang mengatakan, saya punya gate valve, dan saya akan mulai dengan gate valve tersebut dalam keadaan tertutup, dan ketika saya menyalakan pompa dan pompa mulai berjalan, saya akan meminta operator membuka gate valve tersebut secara perlahan, sehingga air masuk ke pipa secara perlahan dan bertahap. Itu sangat baik untuk proses start-up pompa dan katup Bermad melakukan hal itu dengan sangat baik, sederhana, dan andal.

Yang sangat penting, lebih banyak water hammer terjadi saat pompa dimatikan. Jadi jika saya seorang operator dan mereka berkata kepada saya, pastikan Anda mematikan pompa dengan aman. Saya akan membiarkan pompa tetap berjalan dan perlahan-lahan menutup gate valve selama satu atau dua menit. Saya akan mengurangi aliran, mengurangi aliran, mengurangi aliran. Setelah aliran turun hingga 10% dari kapasitas desainnya, saya akan mematikan pompa, dan perubahan aliran sangat sedikit, serta tidak terjadi water hammer. Itulah yang juga dilakukan oleh katup Bermad.

Jadi ketika sinyal untuk mematikan pompa datang, pompa tetap berjalan, tetapi katup dinonaktifkan, dan katup akan perlahan-lahan menutup dengan laju linier yang terkontrol, dan setelah mencapai 90% tertutup, ada sebuah mikro switch kecil yang memberi sinyal untuk mematikan pompa. Semuanya dilakukan secara otomatis.

Suka itu.

Jadi, ini adalah katup yang tampak sangat sederhana, namun sangat efektif dalam memberikan peningkatan aliran secara bertahap, penurunan aliran secara bertahap, tanpa memandang desainnya. Jadi, pada aplikasi seperti pemompaan dan gedung bertingkat tinggi, atau di tambang yang mentransfer jarak jauh, atau pada suplai air, atau irigasi, kontrol pompa adalah alat yang sangat efektif.

Dan, efek akhirnya karena ini adalah katup hidrolik dua ruang, ini juga merupakan katup non-return. Dan itu, karena setiap pompa biasanya akan memiliki katup non-return di dalamnya untuk memastikan bahwa saat kita mematikan pompa, tidak ada aliran balik. Fungsi ini juga terintegrasi dalam fungsi dua ruang pada katup kami. Jadi, ini adalah katup yang membuka dan menutup secara perlahan serta berfungsi sebagai katup non-return dalam satu perangkat.

Wah. Mari kita istirahat sejenak.

Anda sedang mendengarkan Controlling Water, podcast Bermad. Sumber utama Anda untuk wawasan seputar teknologi air, katup, dan meteran. Untuk informasi lebih lanjut tentang produk atau topik yang dibahas dalam episode ini, serta berbagai sumber daya dan artikel yang dirancang untuk mendukung Anda sebagai profesional di bidang air, kunjungi https://www.bermad.com.au.

Sekarang, kita kembali ke acara.

Colin, pemahaman singkat saya tentang sebagian besar stasiun pompa adalah bahwa mereka selalu memiliki katup non-return pada saluran keluar pompa. Apakah ini berarti Anda dapat melepas katup cek yang sudah ada?

Ya. Itu pertanyaan yang penting, Sarah, karena sebaiknya tidak memasang katup cek secara seri. Karena katup kontrol pompa kami sudah berfungsi sebagai non-return, pada dasarnya Anda menambahkan produk sekunder tanpa manfaat nyata.

Masalahnya bisa terjadi jika Anda memiliki katup cek yang menutup dengan kecepatan berbeda, tekanan dapat menumpuk di antara keduanya saat menutup, yang dapat menyebabkan bouncing dan masalah water hammer, yang tentu tidak diinginkan.

Jadi, untuk menjawab pertanyaan Anda, kami tidak menyarankan menggunakan katup cek sekunder saat menggunakan kontrol pompa, karena fungsinya sudah ada. Jadi sebaiknya dihilangkan saja. Ini juga mengurangi hal yang perlu Anda khawatirkan terkait kehilangan tekanan, perawatan, dan lain sebagainya.

Kedengarannya bagus. Apakah katup dapat melakukan fungsi lain selain hanya fungsi buka-tutup dan non-return?

Ya, jadi katup ini adalah katup kontrol yang digerakkan oleh diafragma. Cara kerjanya adalah dengan mengalirkan air ke ruang atas katup, yang membuatnya menutup, dan melepaskannya untuk membuka. Kita dapat menggabungkan banyak fitur tambahan dalam satu katup ini.

Dan sebagai beberapa contoh, misalnya ketika pompa sedang berjalan dan memasok jaringan distribusi air, misalkan terjadi kebakaran. Dalam kondisi kebakaran tersebut, banyak mobil pemadam kebakaran mengambil air tambahan dari pipa utama. Jika Anda mengambil terlalu banyak air dari pipa utama dan pompa mencapai batas kurva atau kapasitas akhirnya, semakin banyak air yang Anda pompa, semakin banyak energi yang digunakan oleh motor. Jika Anda mencapai tingkat kritis dan terus menarik aliran lebih banyak, Anda akan menarik energi lebih besar lagi. Dan jika sudah terlalu jauh, motor akan trip dan mati. Ini sangat fatal dalam kasus kebakaran karena tiba-tiba tidak ada tekanan air.

Jadi dalam banyak kasus, kami dapat menyediakan apa yang disebut fungsi kontrol aliran. Jadi jika kita tahu, misalnya, bahwa aliran kritis pada pompa ini adalah 100 liter per detik, kita akan membiarkannya beroperasi hingga nilai tersebut. Namun jika permintaan di lapangan mulai melebihi kapasitas pompa, saya akan memastikan pompa tidak mati, dan itulah fungsi kontrol aliran.

Terkadang, tergantung pada bentuk kurva pompa, apakah curam atau datar, kita juga dapat menggunakan fungsi penahan tekanan yang memiliki efek serupa dengan kontrol aliran, dan menjaga pompa tetap pada kurvanya karena yang paling penting, yang ingin Anda lakukan dengan pompa adalah memastikan pompa bekerja secara efisien dan tidak bekerja di zona kavitasi. Jika katup mengalami kavitasi, bisa terjadi kerusakan dini dan banyak keausan di dalam pompa dan komponen lainnya juga.

Jadi, dengan menambahkan fungsi-fungsi tambahan ini, kita juga bisa membatasi hal tersebut. Bahkan bisa saja ada fungsi di mana Anda mungkin berada dalam situasi di mana Anda memasok air ke tangki distribusi, dan mungkin mereka akan mematikan sebagian pasokan air tersebut dan memasok ke tangki yang lebih kecil. Tiba-tiba, sekarang saya hanya mengalirkan setengah dari jumlah aliran, tekanannya menjadi terlalu tinggi – ini masalah. Jadi kita bisa memasukkan fungsi pengurangan tekanan. Kita bisa menambahkan fungsi-fungsi tambahan tersebut saat instalasi atau di kemudian hari. Secara ringkas, katup ini sangat fleksibel. Jadi pada dasarnya, hal utama adalah katup ini non-return, mencegah water hammer dengan membuka dan menutup secara perlahan, dan dapat melakukan kontrol aliran, penahan, atau pengurangan jika diperlukan. Jadi, katup ini seperti pisau Swiss Army dengan berbagai alat kecil di dalamnya.

Kedengarannya seperti itu. Saya suka.

Jadi, jika seseorang mempertimbangkan penggunaan katup kontrol pompa, apakah ini menghasilkan kehilangan head tambahan di stasiun pompa? Um, saya berasumsi bahwa efisiensi pemompaan sangat penting dalam setiap desain.

Tentu saja. Ya, benar sekali Sarah. Jadi kita tahu bahwa ketika Anda merancang sebuah pompa dan melihat pada suatu jaringan, yang Anda coba lakukan adalah mendapatkan pompa yang benar-benar efisien, menggunakan daya seminimal mungkin, sehingga semuanya tetap efisien dan ramah lingkungan. Jika saya menempatkan sesuatu di jalur aliran yang menghasilkan kehilangan tekanan (head loss) yang tinggi, maka tiba-tiba saya membutuhkan pompa dan motor yang lebih besar, itu tidak efisien.

Jadi, kami selalu merancang katup agar sesuai dengan pipa keluaran casing pompa, namun memastikan bahwa kehilangan tekanannya hampir tidak terasa sama sekali. Desain pola Y Bermad sangat efisien dalam menghasilkan kehilangan tekanan yang rendah. Jadi, katup ini benar-benar dibuat untuk aplikasi kontrol pompa guna memastikan bahwa hampir tidak ada, atau sangat sedikit, kehilangan tekanan yang terjadi.

Jadi, tampaknya katup kontrol pompa merupakan desain yang fleksibel dan efisien yang dapat mengurangi efek water hammer pada setiap kondisi awal pompa. Apa yang terjadi jika terjadi pemadaman listrik di stasiun pompa?

Oke. Oke. Jadi, um, jadi yang sudah kita jelaskan adalah apa yang sebenarnya bisa dilakukan oleh katup, atau prosesnya, dalam kondisi terkontrol normal. Jika listrik mati, semua bagian mati, katup menutup dan kamu tidak ingin tahu apa yang terjadi setelah itu. Jadi sekarang kita membicarakan tentang water hammer dalam kondisi tidak terkontrol. Mungkin itu topik untuk podcast berikutnya. Bagaimana menurutmu, Sarah?

Kedengarannya mungkin Colin.

Baik, itu saja untuk episode minggu ini tentang pencegahan water hammer di stasiun pompa, pemeriksaan katup, dan desain yang diterapkan untuk meminimalkan water hammer.

Terima kasih telah menyimak, dan kami menantikan episode berikutnya. Untuk pembelajaran lebih lanjut tentang industri air, termasuk produk, tips, instalasi, operasi, dan teknik pemeliharaan, kunjungi https://www.bermad.com.au dan berlangganan buletin industri kami. Anda akan bergabung dengan lebih dari 3000 profesional industri dan belajar dari tim spesialis industri Bermad yang berpengalaman.

Terima kasih telah menyimak episode Controlling Water ini. Untuk episode, sumber daya, dan panduan lainnya, kunjungi https://www.bermad.com.au hari ini.