ওয়াটার লাইনের জন্য এয়ার রিলিজ ভালভ - বাতাস থেকে মুক্তি পান

জল সরবরাহ পাইপলাইনে বায়ু: একটি অবমূল্যায়িত বিপদ

প্রাথমিক ভরাট, রক্ষণাবেক্ষণের পরে পুনরায় চালু করা, বা দীর্ঘ-অপারেশনের সময় যে কোনও জলের ট্রান্সমিশন পাইপলাইন অনিবার্যভাবে "এয়ার লকিং" সমস্যার সম্মুখীন হবে৷ অপারেটররা প্রায়ই জিজ্ঞাসা করে: "কেন আমার জলের লাইনে বাতাস আছে?" পৃষ্ঠে, একটি পাইপলাইন একটি বন্ধ সিস্টেম, তাই বায়ু প্রবেশ করার কোন উপায় নেই বলে মনে হয়। যাইহোক, বাস্তব প্রকৌশল অভিজ্ঞতা দেখায় যে বায়ু একাধিক উপায়ে জলে মিশে যায়, এবং একবার এটি পাইপলাইনের উচ্চ পয়েন্টে জমা হলে, এটি একাধিক সমস্যার সৃষ্টি করে।

 

বায়ু কোথা থেকে আসে? - দ্রবীভূত গ্যাসের মুক্তি

➡️"জলের পাইপে বাতাসের কারণ কী" তা বোঝার জন্য, আমাদের প্রথমে একটি মৌলিক পদার্থ-রাসায়নিক তথ্য চিনতে হবে: কলের জল সম্পূর্ণরূপে গ্যাসমুক্ত নয়। আদর্শ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ (101.3 kPa) এবং 20 ডিগ্রির অধীনে, প্রতিটি লিটার জল প্রায় 9-12 মিলিগ্রাম অক্সিজেন এবং প্রায় 15-20 মিলিগ্রাম নাইট্রোজেন দ্রবীভূত করতে পারে, মোট গ্যাসের পরিমাণ জলের আয়তনের প্রায় 2%। যখন পাম্প ইমপেলার দ্বারা জল উচ্চ গতির-গতির আন্দোলনের শিকার হয়, পাইপের ব্যাসের পরিবর্তনে থ্রটলিং হয়, বা স্থানীয় উচ্চ বিন্দুতে চাপ কমে যায়, তখন এই দ্রবীভূত বায়ু জল থেকে "ডিগ্যাস" হয়ে ক্ষুদ্র বুদবুদ তৈরি করে। এই ক্ষুদ্র বুদবুদগুলি ধীরে ধীরে একত্রিত হয় এবং অবশেষে ঊর্ধ্বগামী পাইপ অংশগুলির শীর্ষে বড় বায়ু পকেট তৈরি করে।

 

➡️এছাড়া, নিম্নলিখিত ক্রিয়াকলাপগুলি প্রচুর পরিমাণে বায়ু প্রবর্তন করতে পারে:

• নতুন বা মেরামত পাইপ পূরণ:সম্পূর্ণরূপে প্রবাহিত না করে সরাসরি জল প্রবেশ করানো সিস্টেমের ভিতরে মূল বায়ু আটকে দেয়।
• পাম্প সাকশন এ এয়ার লিকেজ:স্তন্যপানের দিকে নেতিবাচক চাপ শ্যাফ্ট সিল বা ফ্ল্যাঞ্জের ফাঁক দিয়ে বাইরের বাতাসকে প্রবেশ করতে দেয়।
• জল হাতুড়ি থেকে নেতিবাচক চাপ তরঙ্গ:যখন একটি ভালভ দ্রুত বন্ধ হয়ে যায়, তখন প্রতিফলিত নেতিবাচক চাপ তরঙ্গ জলের স্যাচুরেটেড বাষ্প চাপের নীচে স্থানীয় চাপকে কমাতে পারে, যার ফলে জল নিজেই বাষ্প হয়ে যায় এবং বুদবুদ (গহ্বর) ছেড়ে দেয়।

 

বায়ু সঞ্চয়ের কারণে ক্ষতি: "হ্রাসিত প্রবাহ" এর বাইরে

➡️অনেক রক্ষণাবেক্ষণ কর্মীরা শুধুমাত্র আউটলেটগুলিতে প্রবাহ হ্রাস লক্ষ্য করেন, কিন্তু পাইপলাইনে বাতাসের ঝুঁকি অনেক বেশি বিস্তৃত। নিম্নলিখিত তথ্যগুলি AWWA M51 ম্যানুয়াল এবং একাধিক পাইপলাইন ঘটনা বিশ্লেষণ প্রতিবেদন থেকে নেওয়া হয়েছে:

বিপদের ধরন	প্রকাশ এবং পরিমাণগত প্রভাব
এয়ার লক	যখন বায়ু পাইপ ক্রস-বিভাগের 20%–30% দখল করে, তখন প্রবাহ ক্ষমতা 40%–60% কমে যেতে পারে; একটি সম্পূর্ণ এয়ার লক সহ, নিম্নধারার প্রবাহ শূন্যে নেমে আসে।
জল হাতুড়ি পরিবর্ধন	আটকা পড়া বাতাসের স্থিতিস্থাপকতা চাপের ওঠানামাকে তীব্র করে। ক্ষেত্র পরিমাপ দেখায় যে 1.0 MPa-এর একটি স্থির{1}}চাপ জলের হাতুড়ি ইভেন্টের সময় 4-6 MPa-তে সর্বোচ্চ হতে পারে, যা নমনীয় লোহার পাইপে পরিধিগত ফাটল সৃষ্টি করতে যথেষ্ট।
মিটারিং এবং পাম্প শক্তি খরচ	বায়ু-জল দুই-ফেজ প্রবাহ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফ্লোমিটারে হস্তক্ষেপ করে, যার ফলে ±15% পর্যন্ত ত্রুটি দেখা দেয়। অতিরিক্তভাবে, এয়ার পকেটের প্রতিরোধকে কাটিয়ে উঠতে, পাম্প হেড 0.2-0.5 বার বাড়াতে হবে, বিদ্যুতের খরচ 5%-10% বাড়িয়ে দিতে হবে।
অভ্যন্তরীণ পাইপ জারা	অক্সিজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড গ্যাস-তরল ইন্টারফেসে সবচেয়ে বেশি ঘনীভূত হয়, পিটিং ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে। একটি উপকূলীয় ওয়াটারওয়ার্কসের পরিসংখ্যান দেখায় যে পাইপ অংশে দীর্ঘ- "জলের লাইনে বায়ু" সমস্যা আছে, সেগুলির ক্ষয় ছিদ্রের জীবন স্বাভাবিক অংশের তুলনায় 7-10 বছর কম।

 

কিভাবে কার্যকরভাবে বায়ু অপসারণ? - স্বয়ংক্রিয় এয়ার রিলিজ ভালভের কাজের নীতি

✔️ এই সমস্যার সমাধান হল "জলের লাইনের জন্য এয়ার রিলিজ ভালভ" ইনস্টল করা। সুতরাং, ম্যানুয়ালি একাধিক হাত ভালভ পরিচালনা না করে "কীভাবে জলের লাইন থেকে বাতাস বের করা যায়"? স্বয়ংক্রিয় এয়ার রিলিজ ভালভ (AWWA C512 প্রতি শ্রেণীবদ্ধ) একটি নির্ভরযোগ্য ফ্লোট-চালিত যান্ত্রিক নীতি ব্যবহার করে, কোনো বাহ্যিক শক্তি বা নিয়ন্ত্রণ সংকেতের প্রয়োজন হয় না।

 

মৌলিক কাজের প্রক্রিয়া:

• বায়ু নিষ্কাশন পর্যায়:পাইপলাইনে বায়ু ভালভ বডির নীচের চেম্বারে প্রবেশ করে, স্থান দখল করে। ভাসমান, জল থেকে উচ্ছলতা হারাতে, নিচে নেমে যায় এবং একটি সংযোগ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, উপরের ছিদ্র খুলে দেয় (সাধারণত 1/16" থেকে 1/2" ব্যাস)। বায়ু ক্রমাগত নিঃসৃত হয় যতক্ষণ না এটির অধিকাংশ বহিষ্কৃত হয়।
• সিলিং ফেজ:যখন ভালভের শরীরে জল উঠে যায়, তখন জলের ফুটো রোধ করার জন্য একটি ইলাস্টিক সীল (EPDM বা FKM উপাদান) দিয়ে ছিদ্রটি বন্ধ করে, জলের উচ্ছ্বাস দ্বারা ভাসমানটি উপরের দিকে তোলা হয়। সিলিং চাপ রেটিং সাধারণত 1.6 MPa থেকে 2.5 MPa এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
• ভ্যাকুয়াম সুরক্ষা:যদি পাইপলাইনটি নিষ্কাশন বা ফেটে যায়, ঋণাত্মক চাপ সৃষ্টি করে (যেমন, -0.03 MPa), ফ্লোটটি তার নিজের ওজনের কারণে দ্রুত নেমে যায় এবং বাহ্যিক বায়ু একটি বড়-ব্যাসের ইনটেক পোর্টের মধ্য দিয়ে প্রবেশ করে (কম্বিনেশন এয়ার ভালভের ক্ষেত্রে, এটি 2"–6" ব্যাস হতে পারে), এবং পাইপকে বিভিন্ন চাপের দ্বারা ভারসাম্যহীন চাপের মাধ্যমে ভারসাম্য রক্ষা করে।

 

মূল নকশা পরামিতি এবং শিল্প মান:

• ওরিফিস ফ্লো সহগ (Cv):এপিআই RP 520 প্রতি গণনা করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, 0.35 বারের একটি ডিফারেনশিয়াল চাপে, একটি 1/4" অরিফিসে প্রায় 0.2 m³/মিনিট (প্রমিত অবস্থা) বায়ু নিষ্কাশন ক্ষমতা থাকে।
• ওপেনিং/ক্লোজিং ডিফারেনশিয়াল প্রেসার:AWWA C512 এর জন্য ভালভটি 0.07 বারের বেশি বা সমান ডিফারেনশিয়াল চাপে স্বাভাবিকভাবে খোলা এবং ক্রমাগত ফুটো ছাড়াই বন্ধ হওয়া প্রয়োজন।কোভালফ্যাক্টরি পরীক্ষায় শূন্য ফুটো সহ 15 মিনিট ধরে 0.35 বার ডিফারেনশিয়াল চাপ ব্যবহার করা হয়।
• ভাসমান উপাদান:দীর্ঘায়িত জলে নিমজ্জন থেকে মরিচা এবং আটকে যাওয়া রোধ করতে, ফ্লোটটি 316L স্টেইনলেস স্টিল বা উচ্চ-ঘনত্বের পলিপ্রোপিলিন (ঘনত্ব 0.92–0.95 g/cm³) দিয়ে তৈরি করা উচিত। পরেরটি পানীয় জলের প্রয়োগে ক্লোরামাইনের ক্ষয় প্রতিরোধী।
• শরীরের চাপ রেটিং:পাইপলাইন ডিজাইনের চাপের উপর ভিত্তি করে, সাধারণ রেটিং হল PN10 (1.0 MPa), PN16 (1.6 MPa), এবং PN25 (2.5 MPa)। শেল পরীক্ষার চাপ রেট করা মানের 1.5 গুণ এবং সীল পরীক্ষার চাপ 1.1 গুণ।

 

তিনটি প্রধান প্রকার এবং তাদের প্রযোজ্য পরিস্থিতি

✔️ AWWA C512 এবং ইউরোপীয় স্ট্যান্ডার্ড EN 1074-4 অনুসারে, স্বয়ংক্রিয় এয়ার ভালভগুলিকে তিন প্রকারে ভাগ করা হয়েছে:

টাইপ	কার্যকরী বৈশিষ্ট্য	সাধারণ ইনস্টলেশন অবস্থান
একক অরিফিস এয়ার রিলিজ ভালভ	স্বয়ংক্রিয়ভাবে চাপ অপারেশন অধীনে সঞ্চিত বায়ু স্বয়ংক্রিয়ভাবে নিষ্কাশন. ছোট ছিদ্র (1/2" এর চেয়ে কম বা সমান)।	পাইপলাইন বরাবর উচ্চ পয়েন্ট, ফিল্টার এবং কন্ট্রোল ভালভের আপস্ট্রিম।
বায়ু / ভ্যাকুয়াম ভালভ	ভরাট করার সময় দ্রুত প্রচুর পরিমাণে বাতাস বের করে দেয় (বড় পরিমাণ গ্রহণ/নিঃসরণের ছিদ্র); ভ্যাকুয়াম প্রতিরোধ করার জন্য নিষ্কাশনের সময় প্রচুর পরিমাণে বায়ু স্বীকার করে। চাপ অপারেশনের অধীনে অল্প পরিমাণে বায়ু ছাড়ার জন্য উপযুক্ত নয়।	পাম্প ডিসচার্জ, দীর্ঘ-দূরত্বের পাইপলাইনের শুরু, ঢাল পরিবর্তনের পয়েন্ট।
কম্বিনেশন এয়ার ভালভ	উভয় ফাংশনকে একীভূত করে: দ্রুত বায়ু গ্রহণ/নিঃসরণের জন্য একটি বড় ছিদ্র, চাপের মধ্যে অবিচ্ছিন্ন বায়ু মুক্তির জন্য একটি ছোট ছিদ্র।	সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উচ্চ পয়েন্ট; 200 মিমি এর চেয়ে বড় বা সমান ডিএন সহ সমস্ত প্রধান জল সরবরাহ পাইপলাইনের জন্য প্রস্তাবিত৷

➡️বেশিরভাগ মিউনিসিপ্যাল ​​ওয়াটার সাপ্লাই লুপ নেটওয়ার্কের জন্য, কম্বিনেশন এয়ার ভালভ হল সবচেয়ে খরচ-কার্যকর পছন্দ। এর ছোট ছিদ্রটি সাধারণত 1/16"–1/8" ব্যাস হয়; পাইপলাইন ড্রেনিং প্রবাহের উপর ভিত্তি করে বড় ছিদ্রের ব্যাস গণনা করা হয়, সাধারণত প্রধান পাইপের ব্যাসের 1/12 থেকে 1/10।

 

ইনস্টলেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজনীয়তা - "ইনস্টল করা কিন্তু অকার্যকর" এড়ানো

এমনকি সঠিকভাবে যোগ্য "জলের লাইনের জন্য এয়ার রিলিজ ভালভ" ভুলভাবে ইনস্টল করা হলে অকেজো হয়ে যেতে পারে। ফিল্ড ইঞ্জিনিয়ারদের এই নিয়মগুলি অনুসরণ করা উচিত:

• কঠোরভাবে উল্লম্ব ইনস্টলেশন:ভালভ বডির কেন্দ্রীয় অক্ষ অনুভূমিক সমতলে লম্ব হওয়া আবশ্যক। 3 ডিগ্রির বেশি প্রবণতা ফ্লোটটিকে আটকে রাখতে পারে, যা ছিদ্রটি বন্ধ হওয়া থেকে বাধা দেয় এবং জল ফুটো হতে পারে।
• একটি বিচ্ছিন্নতা পরিষেবা ভালভ প্রদান করুন:একটি সম্পূর্ণ-পোর্ট বল ভালভ বা গেট ভালভ অবশ্যই এয়ার ভালভের নীচে ইনস্টল করতে হবে যাতে মূল পাইপলাইনটি নিষ্কাশন না করে এয়ার ভালভ অপসারণ এবং মেরামত করা যায়। অতিরিক্তভাবে, একটি ডেডিকেটেড অ্যান্টি-শক শাটঅফ ভালভ বাঞ্ছনীয় হয় যাতে সরাসরি উচ্চ-বেগের জলের প্রভাব থেকে রক্ষা করা যায়।
• অশান্ত অঞ্চল এড়িয়ে চলুন:পাইপ টপ টেক-অফ পয়েন্টে এয়ার ভালভ ইনস্টল করা উচিত, পাইপের ব্যাস (5D) থেকে অন্তত 5 গুণ দূরত্বে বা ডাউনস্ট্রিম কনুই বা টিজ থেকে আরও গ্যাসের ঘূর্ণি প্রবেশ রোধ করতে হবে।
• হিমায়িত এবং সুরক্ষা:ঠান্ডা অঞ্চলে, এয়ার ভালভ এবং এর রাইজার পাইপ তাপ ট্রেসিং টেপ এবং নিরোধক দিয়ে মোড়ানো উচিত। পোকামাকড় বা ধ্বংসাবশেষ যাতে সিটে ঢুকতে না পারে এবং আটকে রাখতে পারে সে জন্য বায়ু ভেন্টে একটি পোকা পর্দা (স্টেইনলেস স্টিলের জাল, 20-40 জাল) লাগানো উচিত।
• নিয়মিত পরিদর্শন:ম্যানুয়ালি ভাসমান উত্তোলন করুন বা প্রতি 6 মাসে একটি টেস্ট কক ব্যবহার করে ভেন্টিং ফাংশন পরীক্ষা করুন। যদি ভালভ ঘন ঘন নিঃশেষ হয়ে যায় (যেমন, প্রতি কয়েক মিনিটে), এটি পাইপলাইনে একটি ক্রমাগত বৃহৎ বায়ু প্রবেশের ইঙ্গিত দেয় – বায়ু ফুটো হওয়ার জন্য পাম্পের ইনলেট বা আপস্ট্রিম পরীক্ষা করুন।

 

ইন্ডাস্ট্রি কেস স্টাডিজ এবং ডেটা সাপোর্ট

▶️আমেরিকান ওয়াটার ওয়ার্কস অ্যাসোসিয়েশন (AWWA) 127টি জলের ইউটিলিটি কভার করে 2009 সালের একটি সমীক্ষা অনুসারে, স্বয়ংক্রিয় এয়ার ভালভ ছাড়া পাইপলাইন বিভাগে জল-হামার-প্ররোচিত পাইপ ফেটে যাওয়ার হার সম্পূর্ণরূপে সজ্জিত অংশগুলির তুলনায় 4.7 গুণ বেশি ছিল৷ সঠিকভাবে কম্বিনেশন এয়ার ভালভ নির্বাচন এবং ইনস্টল করার পরে, বায়ু লকের কারণে কম প্রবাহের অভিযোগ 82% কমেছে এবং গড় বার্ষিক পাম্প স্টেশন শক্তি খরচ 7.3% কমেছে।

▶️ইউরোপের একটি দীর্ঘ-দূরত্বের জল সঞ্চালন প্রকল্পের আরেকটি উদাহরণ (DN1200, 47 কিমি দীর্ঘ): পুরো লাইনে 22টি কভালভ কম্বিনেশন এয়ার ভালভ ইনস্টল করা হয়েছিল। ভরাট সময় আনুমানিক 36 ঘন্টা থেকে 19 ঘন্টা হ্রাস করা হয়েছিল; দুই বছরের অপারেশনে এয়ার লকিংয়ের কারণে কোনো পাম্প স্টপেজ হয়নি।

 

📝 উপসংহার

☑️জল সরবরাহের পাইপলাইনে বাতাসের সমস্যা কোনো ছোটখাটো সমস্যা নয় - এটি সরাসরি ট্রান্সমিশন দক্ষতা, সরঞ্জামের জীবন এবং অপারেশনাল নিরাপত্তাকে প্রভাবিত করে। যদিও অপারেটররা "আমার জলের লাইনে বায়ু কেন" এবং "জলের পাইপে বাতাসের কারণ" জিজ্ঞাসা করতে থাকে, মৌলিক সমাধানটি দীর্ঘকাল ধরে পরিষ্কার হয়েছে: পাইপের ব্যাস, চাপের রেটিং এবং ইনস্টলেশনের অবস্থান অনুসারে, AWWA C512 বা EN 1074-4 মান মেনে চলা স্বয়ংক্রিয় এয়ার ভালভ নির্বাচন করুন এবং নির্দিষ্ট ইঞ্জিনের সাথে কঠোরভাবে ইনস্টল করুন। রক্ষণাবেক্ষণ

☑️"কিভাবে জলের লাইন থেকে বাতাস বের করা যায়" আয়ত্ত করা মানে প্রতিক্রিয়াশীল জরুরী মেরামত থেকে সক্রিয় প্রতিরোধে স্থানান্তর করা।

☑️যেকোনো পাইপলাইনের জন্য "জলের লাইনে বাতাস" দ্বারা সমস্যায় পড়ে, একটি নির্ভরযোগ্য এয়ার ভালভ ইনস্টল করা প্রায়ই সবচেয়ে ব্যয়বহুল-কার্যকর বিনিয়োগ৷