Capitolul 5 - Alegerea măsurilor şi a mijloacelor (dispozitivelor) de protecţie - Normativ din 2012 privind calculul loviturii de berbec la conductele pentru transportul apei - Indicativ NP 128:2011

M.Of. 129 bis

În vigoare
Versiune de la: 23 Martie 2012
CAPITOLUL 5:Alegerea măsurilor şi a mijloacelor (dispozitivelor) de protecţie
(1)Alegerea soluţiilor de protecţie şi a dispozitivelor aferente nu face obiectul unor norme cu caracter obligatoriu, soluţia de protecţie, constând în măsuri şi mijloace (dispozitive) de protecţie, rezultând din parcurgerea etapelor indicate la capitolul 4 şi având în vedere că aceasta depinde de foarte mulţi parametri şi ca atare, este caracteristică fiecărei instalaţii concrete.
(2)Schema de protecţie va fi corelată cu dispoziţia de ansamblu a instalaţiei hidraulice, folosind în mod judicios avantajele oferite de dispoziţia generală sau modificând-o în sens convenabil, mai ales în ceea ce priveşte profilul în lung sau caracteristicile echipamentelor ale căror caracteristici au influenţă asupra apariţiei şi desfăşurării loviturii de berbec. La instalaţii importante se va da o justificare tehnico-economică a soluţiei.
(3)În schemele de protecţie vor fi folosite dispozitive cunoscute, alese în funcţie de caracteristicile şi avantajele fiecăruia; pot fi folosite şi dispozitive noi, dar numai după o prealabilă verificare experimentală sau numai prin calcul, dacă există siguranţa unui model matematic corect sau acoperitor.
(4)Folosirea dispozitivelor care introduc aer în conducta protejată este interzisă în următoarele situaţii:
a)dacă există posibilitatea ca aerul să fie evacuat prin turbine;
b)dacă nu este asigurată circulaţia liberă a aerului, după caz către bazinul de refulare sau către rezervorul de alimentare, respectiv dacă pe traseu nu există ventile de aer sau derivaţii care să permită evacuarea aerului în atmosferă, comandate sau nu de vane.
c)dacă evacuarea aerului în atmosferă se face cu dispozitive (vane, ventile etc.) care nu au rezistenţe hidraulice suficient de mari pentru a nu produce şocuri hidraulice importante la evacuarea aerului; această condiţie se aplică şi branşamentelor castelelor de echilibru.
(5)Folosirea hidroforului de protecţie trebuie tratată cu deosebită atenţie în sensul că între volumul geometric şi volumul pernei de aer, pe de o parte, şi rezistenţa hidraulică a branşamentului la conducta protejată, pe de alta parte, există o singură combinaţie care asigură eficacitatea hidroforului ca mijloc de protecţie; această combinaţie se determină cu exactitate doar prin calcul şi ea trebuie respectată cu rigurozitate în execuţie; este interzisă instalarea hidrofoarelor de protecţie fără un calcul prealabil, cu volume (oricât de mari) şi rezistenţe hidraulice luate la întâmplare întrucât este foarte probabil ca prezenţa lor, în aceste condiţii, să producă mai mult rău decât dacă hidroforul n-ar fi fost instalat deloc.
(6)Ca regulă generală, hidroforul de protecţie trebuie să fie plasat în apropierea organului perturbator unde are eficacitatea maximă şi unde, de regulă, există condiţii pentru supravegherea şi întreţinerea acestuia (de exemplu, la ieşirea dintr-o staţie de pompare sau în imediata apropiere a acesteia, funcţie de situaţia din teren). Instalarea hidroforului în alte amplasamente trebuie să fie foarte bine justificată.
(7)Experienţa arată că, dacă hidroforul de protecţie este folosit pentru atenuarea suprapresiunilor, atunci rezultă ca fiind optime rezistenţe hidraulice mari ale branşamentului la conducta protejată şi, în consecinţă, rezultă volume mici de hidrofor; din contră, dacă hidroforul de protecţie este folosit pentru atenuarea subpresiunilor, atunci rezultă ca fiind optime rezistenţe hidraulice mici ale branşamentului la conducta protejată şi, respectiv, rezultă volume mari de hidrofor; atunci când rolul protector al hidroforului trebuie să se manifeste în ambele sensuri (hidroforul trebuie să asigure protecţie atât la suprapresiuni cât şi la subpresiuni), apare astfel o incompatibilitate care, tehnic, poate fi rezolvată în mai multe moduri, descrise în literatura de specialitate şi care au, fiecare, avantaje şi dezavantaje; pentru astfel de situaţii, strategia de protecţie recomandată de normativ este descrisă la art. 5.8.
(8)Pe baza cunoaşterii din domeniu şi, mai ales, în urma acumulării unei vaste experienţe, inclusiv la nivel naţional, în realizarea de aducţiuni de apă sub presiune, cu cele mai diverse destinaţii, s-au putut trage o serie de concluzii, cu caracter de standardizare, privind schemele de protecţie cele mai avantajoase, respectiv cele care asigură un cost total minim al protecţiei împotriva efectelor negative ale loviturii de berbec. Acestea reprezintă adevărate strategii de protecţie şi constă în anumite combinaţii de măsuri şi/sau dispozitive de protecţie care oferă o eficacitate maximă în cazul anumitor tipuri de aducţiunii. Ca urmare, prezentul normativ face următoarele recomandări:
a)la aducţiunile gravitaţionale pentru alimentarea cu apă a unor obiective civile sau industriale, se recomandă, ca unică măsură de protecţie, controlul timpului de închidere şi, eventual, a legii de închidere a vanei de la capătul aval; doar în mod excepţional, pentru profile longitudinale ieşite din comun, cu puncte înalte proeminente sau cu zone foarte adânci, se pot adăuga, ca mijloace de protecţie, ventilele de aer şi, respectiv supapele de suprapresiune; aceeaşi recomandare se face la aducţiunile gravitaţionale pentru alimentarea cu apă a unor micro-hidrocentrale;
b)la aducţiunile gravitaţionale pentru alimentarea cu apă a unor hidrocentrale de mare putere se recomandă schema clasică, descrisă în literatura de specialitate, constând în "aducţiune", "castel de echilibru" şi "conductă forţată" (detalii, în partea a II-a denumit îndrumător);
c)la aducţiunile cu pompare care au profile longitudinale convexe, cu puncte înalte şi/sau cu puncte proeminente de schimbare de pantă şi care trebuie protejate doar la subpresiuni din cauza vacuumului avansat care se produce doar în aceste puncte, se recomandă, ca mijloace de protecţie, doar folosirea ventilelor de aer, plasate în aceste puncte şi, eventual, şi în câteva puncte intermediare şi/sau adiacente;
d)la aducţiunile cu pompare care au profile longitudinale concave, fără puncte înalte şi/sau fără puncte proeminente de schimbare de pantă şi care trebuie protejate doar la subpresiuni din cauza vacuumului avansat care se produce pe o parte însemnată din lungimea conductei, se recomandă, ca mijloc de protecţie, folosirea unui hidrofor de protecţie plasat la ieşirea din staţia de pompare; este posibil, în anumite situaţii, să fie necesare, în plus, şi câteva ventile de aer plasate spre capătul aval al aducţiunii, către bazinul de refulare.
e)la aducţiunile cu pompare care au profile longitudinale concave, cu puncte foarte adânci, care trebuie protejate doar la suprapresiunile care se produc în aceste puncte, se recomandă, ca mijloace de protecţie, doar folosirea supapelor de suprapresiune, plasate în aceste puncte şi, eventual, şi în câteva puncte intermediare şi/sau adiacente;
f)la aducţiunile cu pompare care au profile longitudinale concave, fără puncte foarte adânci, care trebuie protejate doar la suprapresiunile care se produc însă pe o parte însemnată din lungimea conductei, se recomandă, ca mijloc de protecţie, folosirea unui hidrofor de protecţie plasat la ieşirea din staţia de pompare;
g)la aducţiunile cu pompare care trebuie protejate atât la suprapresiuni cât şi la subpresiuni strategia de protecţie recomandată este următoarea:
i)la ieşirea din staţia de pompare se instalează un hidrofor de protecţie dimensionat ca să protejeze întreaga conductă doar împotriva suprapresiunilor; rezultă astfel un hidrofor de mici dimensiuni cu o rezistenţă mare de branşament care va atenua însă doar parţial subpresiunile şi anume doar în apropierea staţiei de pompare;
ii)pentru atenuarea subpresiunilor pe toată lungimea aducţiunii, se instalează suplimentar, de regulă la distanţe mai mari de staţia de pompare, un număr de ventile de aer, în puncte şi cu caracteristici care se determină prin calcul, concomitent cu caracteristicile hidroforului.