Pencegahan water hammer di stasiun pompa saat terjadi kegagalan daya.

Halo dan selamat datang di Controlling Water, ruang bagi kita untuk membahas katup, meter air, dan wawasan menarik seputar industri air. Setiap episode, kami berbincang bersama para profesional industri yang mengkhususkan diri dalam segala hal tentang katup, meter, dan pengetahuan praktik terbaik di industri air. Kami di sini bersama Colin Kirkland dari BERMAD Australia, yang merupakan manajer produk katup udara di Australia.

Dengan pengalaman lebih dari 30 tahun di industri ini, Colin bergabung bersama kami hari ini untuk membahas pencegahan water hammer di stasiun pompa saat terjadi kegagalan daya. Sebelumnya, kami telah membahas metode pengendalian water hammer selama proses start dan shutdown pompa secara normal, serta beberapa solusi efisien yang ditawarkan.

Pada episode kali ini, kita akan membahas lebih dalam tentang apa yang terjadi jika terjadi kegagalan daya di stasiun pompa, dan apa saja konsekuensinya? Colin, Anda adalah ahli di bidang ini. Bisakah Anda menjelaskan seperti apa kegagalan daya itu dan apa saja kemungkinan konsekuensinya.

Jadi di episode sebelumnya, Sarah, kita telah membahas tentang meminimalkan water hammer di stasiun pompa dengan menggunakan katup bermotor yang dibuka dan ditutup secara perlahan untuk menghindari hal tersebut.

Masalah besar saat terjadi pemadaman listrik di stasiun pompa adalah, jika kita memikirkan stasiun pompa pada umumnya, mereka digunakan untuk suplai air, irigasi, pertambangan di gedung-gedung, semuanya memiliki peran yang sangat penting. Dan seluruh rekayasa di balik stasiun pompa, pipa, dan segala sesuatunya, harus aman dan sesuai dengan tujuan dalam semua kondisi operasi. Baik itu saat pompa menyala atau mati secara normal, tetapi juga jika terjadi kegagalan daya atau pemadaman mendadak. Dampaknya, jika tidak ada kontrol saat pompa tiba-tiba berhenti, air yang telah dipompa ke atas bukit atau gedung memiliki energi yang besar. Dan ketika kita berhenti secara tiba-tiba, energi itu akan kembali dengan cepat ke arah stasiun pompa dan menimbulkan water hammer yang besar.

Saya ingin membagikan satu kisah nyata dari beberapa tahun lalu ketika saya dipanggil ke sebuah stasiun pompa di New South Wales dan mereka mengalami water hammer yang parah di stasiun pompa tersebut. Para operator membawa saya ke dalam gedung stasiun pompa dan mereka menjelaskan di mana letak masalahnya dan mereka bertanya kepada saya, mereka berkata, Colin, sebelum kami mendemonstrasikan water hammer-nya, bisakah kita bergeser ke samping dulu?

Dan saya berkata, oke. Lalu mereka mematikan pompa dan terjadi water hammer yang cukup besar. Suaranya sangat keras. Saya bertanya kepada mereka, kenapa kalian meminta saya untuk bergeser? Mereka menjawab, di masa lalu, water hammer-nya pernah begitu parah sehingga ketika katup cek menutup, salah satu lengan katup terlepas dan menembus bagian belakang gedung, tepat di tempat Anda berdiri tadi.

Jadi ini adalah situasi nyata. Jadi, ini bukan hanya soal melindungi aset, stasiun pompa, dan segala sesuatunya, tetapi ini adalah kejadian langka yang bisa saja berakibat fatal. Saya sangat bersyukur mereka meminta saya untuk bergeser ke samping.

Ya, tentu saja.

Jadi, secara serius, ini bisa sangat menakutkan jika Anda berada di stasiun pompa yang sangat besar dan hal ini terjadi, karena akan ada banyak kebisingan yang menyertainya. Pipa dan stasiun pompa akan mengalami tekanan berlebih yang sangat besar, Anda tahu, yang bisa membuat pompa bergeser dari pondasinya, serta memberikan tekanan pada pipa dan semua komponennya. Jadi, ketika Anda merancang sesuatu seperti ini, Anda harus mempertimbangkan apa yang terjadi saat terjadi pemadaman listrik.

Jika itu berarti tekanannya akan menjadi dua kali lipat atau tiga kali lipat, maka saya harus menilai semua komponen dan pipa dengan tingkat keselamatan yang jauh lebih tinggi. Dan biasanya itu tidak terlalu praktis. Jadi, yang sering dilakukan oleh banyak perancang dan insinyur adalah melihat dan berkata, baiklah, apa yang harus kita lakukan jika terjadi kegagalan daya? Dan apa saja hal yang perlu kita lakukan untuk memastikan semuanya tetap aman?

Jadi, apa dampak akhirnya jika listrik benar-benar mati? Saya rasa ini adalah perhatian utama bagi sebagian besar stasiun pompa.

Ya, benar. Jadi hal utama di sini adalah bahwa pada saat terjadi pemadaman listrik mendadak, kita akan melihat lonjakan tekanan yang signifikan, water hammer, dan kebisingan. Setiap pompa akan memiliki apa yang kita sebut inersia sendiri, yang berarti ketika pompa berhenti akibat pemadaman listrik, pompa tersebut tidak akan langsung berhenti. Pompa mungkin akan terus berputar untuk waktu singkat. Jadi kita akan mendapatkan penurunan bertahap, tergantung pada desain pompa.

Tetapi intinya adalah kita akan mengalami water hammer di sini dan kita harus memastikan desainnya sesuai dengan tujuan. Biasanya, tekanan yang ditimbulkan pada semua komponen akan berada pada tingkat tertinggi. Jadi rekayasa harus dilakukan dengan sangat baik dan akurat, agar kita benar-benar dapat merencanakan langkah selanjutnya yang perlu dilakukan.

Tentu saja. Colin, menurutmu apa saja hal yang perlu dipertimbangkan oleh seorang desainer untuk membantu mengurangi konsekuensi yang terjadi akibat peristiwa langka seperti itu?

Itu pertanyaan yang sangat bagus, Sarah, karena semuanya berkaitan dengan perencanaan. Di Bermad, kami memiliki perangkat lunak khusus di mana kami dapat memasukkan banyak karakteristik desain pipa dan stasiun pompa. Kami benar-benar dapat merencanakan hal ini dengan memodelkan seperti apa efek yang akan terjadi. Jadi, kami bisa melihat jika kami menghentikan pompa pada lima detik, kami akan memperkirakan hasil ini. Jika kami menghentikannya pada 4, 3, 2 detik, kami juga bisa melihat seperti apa hasilnya.

Jadi, saran terbaik yang bisa saya berikan kepada semua orang adalah lakukan pelaporan yang baik dan analisis terhadap apa yang Anda ketahui akan terjadi. Sekarang, sebagian besar perangkat lunak saat ini benar-benar memiliki pengalaman bertahun-tahun. Kami memiliki perangkat lunak terbatas yang memberikan gambaran yang sangat, sangat baik. Dan saya harus menekankan bahwa apa yang kami sediakan di BERMAD AU bukanlah analisis lonjakan penuh, tetapi ini adalah gambaran yang sangat baik dan cukup akurat tentang apa yang kami perkirakan akan terjadi. Jadi, saran terbaik adalah dapatkan informasi yang baik sebelum hal ini terjadi, sehingga kami bisa merencanakan produk yang tepat.

Jadi, sepertinya ini adalah sesuatu yang disediakan Bermad untuk calon pengguna. Apakah ini sangat rumit?

Ini sebenarnya tidak terlalu rumit. Pada dasarnya, ada sekitar 8-10 pertanyaan yang akan kami ajukan kepada orang-orang yang ingin menggunakannya. Pertanyaannya biasanya seputar kecepatan pompa, kecepatan motor mereka, material pipa, panjangnya, dan tingkat tekanannya. Ada beberapa hal yang akan kami tanyakan, tetapi setelah kami mengumpulkan informasi tersebut, kami bisa melihat seperti apa potensi lonjakannya.

Dan memang ada banyak sekali opsi berbeda yang bisa kami gunakan untuk mencoba mengatasinya. Jadi, yang terpenting adalah mendapatkan informasi yang tepat. Kami tahu pertanyaan yang tepat untuk diajukan, dan itu adalah hal yang penting.

Mari kita istirahat sejenak. Jika Anda memiliki pertanyaan yang ingin dijawab selama podcast ini, silakan hubungi kami melalui situs web https://www.bermad.com.au atau kirim email ke info.au@bermad.com dan Colin pasti akan menjawabnya. Sekarang, kita kembali ke acara.

Jadi, misalnya Anda menerima laporan lonjakan ini. Solusi apa yang dapat Anda tawarkan untuk mengurangi dampak water hammer?

Jadi, yang kami lakukan pada dasarnya adalah menganalisis hasilnya terlebih dahulu. Ada solusi yang dapat berkisar dari yang sangat murah hingga infrastruktur yang sangat mahal untuk mengatasinya. Jadi, ada sekitar tiga hingga empat solusi utama yang dapat kami tawarkan. Yang pertama adalah ketika kami melihat laporan lonjakan ini, yang kami cari adalah, kami ingin memahami seberapa cepat lonjakan balik akan kembali ke stasiun pompa dan dalam rentang waktu berapa itu akan terjadi.

Kami juga sangat memperhatikan berapa tekanan yang akan terjadi di stasiun pompa. Dalam banyak kasus, jika kami memiliki stasiun pompa yang tidak menghasilkan banyak tekanan dan berada di daerah yang relatif datar; kami dapat melihat pemisahan kolom, dan pemisahan kolom terjadi ketika pompa berhenti, tekanan di pipa utama turun ke tekanan atmosfer.

Jadi, jika kami memiliki katup pelepas udara di titik itu, di situlah katup udara akan memungkinkan volume udara yang besar masuk ke dalam pipa. Kemudian, saat kolom air kembali ke stasiun pompa, udara tersebut akan dilepaskan. Jika terjadi pemisahan kolom dan kami dapat melihatnya di laporan, cara yang sangat sederhana, mudah, dan efektif untuk mengatasinya adalah dengan apa yang kami sebut katup pelepas udara anti-slam. Kami telah membahas katup ini di episode sebelumnya yang digunakan pada pipa, tetapi katup ini juga dapat digunakan di stasiun pompa. Dan yang dilakukan katup udara anti-slam dengan sangat sederhana dan mudah tanpa menggunakan energi atau daya adalah ketika pompa berhenti dan tekanan turun ke nol, volume udara yang besar masuk ke dalam pipa. Jadi sekarang ada gelembung udara besar di dalam pipa. Dan saat kolom air ini kembali menuju stasiun pompa, gelembung udara tersebut ingin keluar dengan sangat cepat.

Katup pelepas udara anti-slam melepaskan udara tersebut dengan laju yang sangat lambat dan terkontrol, sehingga kami benar-benar memanfaatkan udara yang telah masuk ke dalam pipa untuk keluar kembali dari pipa secara perlahan. Jadi, udara dilepaskan dengan laju yang sangat lambat dan terkontrol. Ini sangat efektif, dan telah terbukti dalam berbagai aplikasi selama bertahun-tahun. Dan yang terpenting, hal ini dapat dimodelkan dalam perangkat lunak dan lainnya untuk memastikan bahwa solusi ini sesuai dengan tujuan dan aman.

Jadi, katup pelepas udara anti-slam adalah pilihan yang sangat baik hanya jika terjadi pemisahan kolom.

Baik, jadi jika tidak ada pemisahan kolom tetapi tekanannya tetap positif, apakah ada solusi alternatif?

Ya, jadi katup udara anti-slam di lokasi seperti itu tidak akan memberikan efek apa-apa. Jadi yang akan kita alami dalam kondisi tersebut adalah, ketika pompa berhenti, persis seperti yang Anda katakan, tekanannya akan turun, tetapi tetap berada dalam mode positif. Namun, yang akan kita lihat adalah ketika kolom air itu kembali menuju stasiun pompa dan menekan seluruh energi tersebut, kita akan melihat lonjakan yang sangat cepat di sana.

Dari sudut pandang kami, ada tiga solusi utama yang bisa kami tawarkan. Salah satunya disebut katup pelepas tekanan yang bereaksi cepat. Misalnya, jika kita memiliki pipa yang sangat pendek, hanya sepanjang 800 meter, dan kita mengalami gelombang balik yang kembali dalam waktu 0,8 detik; maka kami memiliki katup pelepas tekanan yang sangat cepat yang akan langsung menghilangkan energi tersebut saat tekanannya naik di atas kondisi normal.

Bagi kami, itu adalah katup pelepas tekanan langsung VRCA, yang sederhana, sangat efektif, dan bekerja dengan sangat baik dalam kondisi seperti itu. Jika pipa lebih panjang dan kita mengalami gelombang balik yang datang dalam 3, 4, atau 5 detik; kita mungkin menggunakan katup yang disebut katup antisipasi lonjakan. Ini adalah teknologi yang sudah kami miliki di Bermad selama bertahun-tahun. Teknologi ini benar-benar terbukti dan sangat efektif, dan pada dasarnya, katup ini mengantisipasi gelombang yang akan kembali, sebagai katup antisipasi lonjakan. Jadi katup ini akan terbuka ketika kita melihat gelombang tekanan rendah, dan saat gelombang balik datang, energi tersebut dilepaskan melalui katup pelepas tekanan, lalu katup menutup secara perlahan.

Katup ini disebut katup antisipasi lonjakan, jadi ada banyak cara untuk mengonfigurasinya, tetapi sangat aman. Pada dasarnya, ini seperti sekering hidrolik di dalam pipa, yang memastikan kita dapat mengantisipasi gelombang yang akan kembali, melepaskannya, dan menutupnya perlahan dengan laju yang sangat terkontrol agar tidak menimbulkan gelombang sekunder. Ini adalah fitur yang sangat terbukti untuk mengatasi masalah tersebut.

Cara ketiga bisa saja ketika kita hanya mengalami kenaikan tekanan yang ringan, dan gelombang akan kembali sangat lambat karena pipa mungkin terbuat dari PVC atau polietilena, sehingga gelombang mungkin kembali ke stasiun pompa dalam waktu 60-70 detik. Dalam kasus ini, kita dapat memasang katup pelepas tekanan standar, yang bagi kami akan terbuka sesuai kebutuhan untuk menghilangkan energi tersebut dan menutup dengan sangat perlahan dan lembut untuk meredam lonjakan tersebut.

Jadi bagi kami, ada 3-4 solusi utama yang relatif terjangkau. Kami tahu solusi ini benar-benar bekerja dan dapat dimodelkan serta dimasukkan ke dalam perangkat lunak untuk mengantisipasi efek cara kerjanya. Tentu saja, semua ini juga tentang pengalaman dan pengetahuan dalam merancang serta memasangnya.

Jadi, inilah beberapa solusi yang sangat terbukti untuk water hammer yang sudah pasti pernah kami gunakan.

Benar sekali. Jadi jika saya mengerti, katup hidrolik yang Anda maksud ini tidak terhubung ke listrik, juga tidak memiliki cadangan daya baterai. Apakah itu benar?

Tentu saja. Salah satu hal utama yang sangat penting di sini, Sarah, adalah kita berasumsi telah terjadi sambaran petir, pemadaman listrik, dan tidak ada daya. Kita menginginkan solusi hidraulik yang akan bekerja secara khusus dalam kondisi tersebut.

Sekarang, pada beberapa pipa yang sangat rumit, terkadang kami memang memasang cadangan baterai dan juga solenoida pada katup. Kami melakukan ini jika kami tahu akan ada gelombang sekunder yang kembali, karena terkadang pada pipa yang sangat kompleks, pencarian solusi ini bukanlah jawaban cepat yang sederhana, bisa jadi cukup rumit. Namun secara umum, kami tidak memerlukan cadangan daya apa pun. Jadi, dari sudut pandang kami, ini murni merupakan solusi hidraulik.

Luar biasa. Colin, tampaknya katup antisipasi lonjakan adalah desain yang fleksibel dan efisien yang dapat mengurangi efek water hammer pada setiap kondisi stasiun pompa. Apakah teknologi ini sudah terbukti dan dapat diandalkan untuk dipertimbangkan oleh para insinyur dan desainer?

Tentu saja, Sarah. Teknologi ini sudah ada sejak lama. Selama bertahun-tahun, saya telah bekerja dengan katup antisipasi lonjakan dan katup pelepas tekanan. Dan hal terpenting di sini adalah bahwa ini bukan sekadar membuka katalog dan menyarankan suatu produk. Yang terpenting adalah memahami apa arti sebenarnya dari laporan lonjakan tersebut. Jika Anda benar-benar memahami sejauh mana dan kapan lonjakan itu akan kembali ke stasiun pompa, dan Anda sudah menanyakan pertanyaan yang tepat sejak awal, serta memiliki semua alat tersebut, Anda benar-benar dapat merancang bagaimana katup itu dipasang dan bagaimana airnya didisipasi, karena dalam banyak kasus, kita bisa membuang air tersebut. Namun jika kita tidak membuangnya dengan cukup cepat, maka sistem tidak akan bereaksi cukup cepat, dan kita akan mendapatkan lonjakan tekanan.

Saya masih ingat situasi di mana kami memiliki katup antisipasi lonjakan dan air mengalir keluar melalui katup kami melalui pipa pembuangan besar, sekitar 50 meter di bawah ke sungai. Dan ketika katup benar-benar menutup, saat lonjakan sudah mereda, kami menciptakan vakum yang sangat besar di pipa hilir sehingga pipa tersebut runtuh. Anda bisa mengatasi hal itu dengan sangat mudah dengan memasang vacuum breaker dan melakukan berbagai desain untuk memastikan sistem tetap aman. Poin yang ingin saya sampaikan adalah pengalaman sangatlah penting.

Kami memiliki begitu banyak pengalaman dalam melakukan hal ini dan melakukannya dengan baik. Perbedaannya dengan Bermad adalah, kami tidak hanya akan merancang dan membuat produk yang tepat sesuai kebutuhan, tetapi kami juga akan membantu perancang memastikan pemasangannya benar, memasang katup isolasi yang sesuai, pipa, blok penahan, dan semua hal lain untuk memastikan bahwa ketika sistem ini bekerja, ia bekerja dengan andal. Karena dampaknya, jika Anda salah, Anda akan merusak sesuatu.

Kami belajar dari kesalahan, dan saya tidak mengatakan kami tidak pernah membuat kesalahan sebelumnya, tetapi kami pasti berusaha untuk tidak mengulanginya lagi.

Pemikiran yang bagus. Ini benar-benar pemikiran yang bagus. Tentu saja, terdengar seperti Anda dan tim Bernard memiliki banyak pengalaman dalam mengatasi water hammer di stasiun pompa, Colin, terutama dalam kondisi kegagalan daya. Ini sangat informatif. Terima kasih banyak sudah berbincang dengan saya. Saya menantikan perbincangan 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 mendengarkan episode Controlling Water kali ini. Untuk episode, sumber daya, dan panduan lainnya, kunjungi https://www.bermad.com.au hari ini.