摘要:文章以江村水厂为例,通过对多功能水泵控制阀与原有止回阀、蝶阀系统的比较,阐述了多功能水泵控制阀在改善泵房控制、节能与防止水锤等方面的特有功效,建议在泵房控制中推广运用该产品。
关键词:多功能水泵控制阀 优点 推广运用
一、结构和工作原理简介
多功能水泵控制阀的结构见图1,水泵启动时,进水端压力从旁通管传人下腔,主阀板及缓闭阀板在进口端以下腔水压作用下缓慢开启,其开口高度由流量决定;停泵瞬间.流量及压力突然降低,主阀板在重力作用下开始向下滑落,当流量接近于零时,主阀板关闭(主阀板上留有泄流孔以减弱水锤冲击力),主阀板上下形成压力差,阀门出口水压从旁通管进入上腔推动膜片压板,使下腔水排入阀门进门,缓闭阀板开始缓闭,直至完全关闭泄流孔回到停泵初始状态。
图 1 多功能水泵控制阀结构示意图
二、实例介绍
江村铁路水厂自1997年底投产运行,由铁四院设计,设计供水能力15000/d,二级泵房为3台S250-65型离心清水泵,额定转速为1450r/min,水泵实际单独切换运行,流量为610/h,扬程63.0m,由于电机长期超载运行,1999年初水泵叶轮切削了20mm,切削后实际单泵流量为555/h,扬程为61.5m,泵房管路布置如图2。扬水主管为DN500铸铁管,全长3.8km,大部分沿铁路边敷设。
水厂自1997年底投产运行,自2000年初2年时间内,共发生水管接口拉裂、松口现象14次,3台机组扬水管上有一个止回阀漏水,一个止回阀关闭不严,二个电动蝶阀关闭不严。2000年3月,在设备大改造中,先后有两台机组采用株洲南方阀门厂生产的JD745X-1.O型多功能水泵控制阀代替原有的止回阀和电动蝶阀(改造后如图3)。运行一年多来,扬水主管未发生一次接口松动漏水事件。改造后某些重要运行参数如下:
流量:560/h 扬程:60.5m
停泵最大压力:73.Om≤1.5倍水泵工作压力
开泵多功能阀动作时间:2.5"min",达到最大开启度
停泵水回流时间:20-50s可调
水泵最大反转速度:500-700r/min≤1.2倍水泵额定转速
阀水头损失:≤0.5m(阀前后压力之差值)
三、优点简述
从实例中可以看出,多功能水泵控制阀在泵房中的运用有如下优点:
(1)简化控制
该阀利用水泵启闭时管道内介质压力的变化,通过双室膜片控制器,利用液压原理控制主阀板和缓闭阀板的开启和缓闭动作,从而无需借助外力启闭阀门,使阀门自动按水泵操作的规程要求进行工作,大大简化了操作程序,为实现自动控制提供了强有力的保障。
(2)节能效果明显
多功能水泵控制阀体利用进口端压力进入下腔支撑膜片压板及阀板的重量,过流面积很大,水力条件很好,几乎是比现有任何普通阀门水头损失都小的阀门,以DN200与DNl50阀为例,其流量-水头损失曲线与普通水力控制阀比较如图4。
从实例可以看出,改造后,流量增加5/h,扬程降低1.0m,以现有年扬水量250万立方米,泵站效率68%计,年节电近1万kW·h,以一个DN400阀售价4万多元计,4年可收回投资,井可节约大量维修费用及部分电费。
(3)有效防止水锤
该阀为双阀板结果,可设置两段关闭规律,将快关时间设置零流量时段,慢关时间及拐点开度可以根据系统情况灵活调整,这样,在关阀时就产生了一个缓冲、泄压过程,有效防止了停泵水锤的发生。在水泵启动时,该阀能自动实现关闭启动,造压后可平稳开启闭水,避免了引起系统剧烈的压力振荡,可有效消除开泵水锤。实践证明,改造前后,管路主要由于水锤引起的接口拉裂、松口现象都已大大减少。
四、结语
这种新型阀门已在华南、华东、北京、成都、乌鲁木齐等铁路和市政部门广泛使用,效果良好。专家评论该种阀门具有一阀多种功能(电动阀、止回阀、水锤消除器三种功能),井能有效地简化系统控制,提高系统可靠性,满足系统工程设备自动化控制要求,并且节能效果明显,建议在泵房控制中大力推广运用。