多功能水泵控制阀水锤防护特性及应用(精)
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多功能水力控制阀多功能水力控制阀是一种用于调节液体流量和压力的设备,广泛应用于农业灌溉、工业生产和市政供水等领域。
它的主要功能有以下几个方面:1. 流量调节功能:多功能水力控制阀可以根据需要调节液体的流量。
通过调节阀门开度,可以控制液体的流量大小,从而满足不同的工作需求。
这对于农业灌溉、工业生产等需要精确控制流量的场合非常重要。
2. 压力调节功能:多功能水力控制阀可以根据需要调节液体的压力。
通过调节阀门开度或设置压力传感器,可以实时监测液体的压力,并根据设定的压力值自动调节阀门的开度,从而保持液体在设定压力范围内稳定运行。
3. 自动控制功能:多功能水力控制阀可以实现自动控制,无需人工干预。
通过配备传感器和控制器,可以根据不同的参数(如流量、压力、温度等)实时监测和控制液体的运行状态。
可以根据设定的控制策略,自动调整阀门的开度,实现流量和压力的自动调节。
4. 远程监控功能:多功能水力控制阀可以实现远程监控和控制。
通过与上位机系统连接,可以实时传输液体的工作参数和状态,提供远程监控和远程控制的功能。
可以实现对液体流量、压力和阀门状态等参数的远程监测和控制,方便操作人员进行远程调节和管理。
5. 防止水锤功能:多功能水力控制阀可以有效防止水锤现象的发生。
水锤是由于液体流动时突然关闭或改变方向引起的液体冲击现象。
多功能水力控制阀采用先进的阀门设计和流体力学原理,可以减缓液体流速,有效降低水锤的发生概率,保护管道和设备的安全。
总之,多功能水力控制阀具有流量调节、压力调节、自动控制、远程监控和防止水锤等多种功能。
它在农业灌溉、工业生产和市政供水等领域中具有重要的应用价值,可以提高生产效率,降低能耗,保护设备和管道的安全。
多功能水泵控制阀同时具有闸阀、逆止阀、水锤消除器三种阀件。
这三种阀件在水泵的运行过程中分别起着不同的作用。
闸阀的功能闸阀平时是处于关闭状态,水泵启动时闸阀慢慢打开,水泵停机时,闸阀先慢慢关闭。
水泵的闭闸启动和闭闸停车,可以有效的防止开泵水锤和停泵水锤,同时,减少了水泵启动时的电机负荷,水泵在零流量时的轴功率最小,一般仅为设计轴功率的30%。
闸阀的另一个功能是,当闸阀关闭时,可以为安装在闸阀与水泵之间的逆止阀等阀件和水泵提供安全的检修条件,防止压水管的水回流。
逆止阀的功能逆止阀能防止突然断电时所造成的水流的流向改变,防止倒流。
逆止阀的突然关闭易产生水锤现象。
在水泵的几何扬水高度较大时,严重的水锤瞬间高压会导致管道破裂,发生严重的生产事故。
水锤消除器的功能水锤消除器能在无需阻止流体流动的情况下,有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水外锤和浪涌发生的不规则水击波震荡,从而达到消除具有破坏性的冲击波,起到保护之目的。
所以为了防止水锤对输水管道的破坏方法,往往在水泵的压水管上安装水锤消除器。
多重功能水泵控制阀阀门阀门的基本构造阀门的总体尺寸与普通逆止阀相当,由主阀和外装附件组成。
其中,主阀包括阀体、压板及膜片、大阀板、缓闭阀板、阀座、阀杆组件等部件。
缓闭阀板用阀杆组件与压板及膜片连接一起,膜片压紧在阀盖与膜片座之间,膜片的上下运动带动缓闭阀板上下升降。
阀杆穿过大阀板的中心孔,因之大阀板可以在一定的范围内沿阀杆滑动。
平时,大阀板在自重压紧在阀座上,使阀门处于关闭状态。
多功能水泵控制阀的外装附件安装在阀门膜片两侧与阀门进、出水管上,膜片的下腔与阀门进水侧的连接管上装设控制阀、过滤器和一只特制的逆止阀。
膜片的上腔与阀门的出水侧的连接管上只设过滤器和一只控制阀。
主阀内大阀板和缓闭阀板的运动和所处的位置决定了阀门工作状态的变化和启闭。
阀门的外装附件和管路随时把阀门前后的压力变化传递到阀门内由膜片分成的上腔和下腔,控制大阀板和缓闭阀板的运动,并可以通过调整附件改变大阀板与缓闭阀板的运行速度,使阀门的开启与缓闭时间处于规定的范围内。
多功能水泵控制阀水锤防护特性及应用摘要:本文论述了新型多功能水泵控制阀的水锤防护原理,并结合实际工程应用情况,介绍该控制阀的设计计算方法。
关键词:多功能水泵控制阀水锤防护原理 1 引言水锤控制是给水管道系统设计的一项重要内容。
水锤的形成与阀门的迅速关闭/开启有关,由于阀门关闭/开启时间Ts与水锤波的相长T的差异,表现为直接水锤和间接水锤两种形式。
当Ts﹤T时,在阀门关闭过程中,反射回来的水锤波尚未到达阀门时,阀已关闭,水锤波所产生的压强增高值无干扰作用,这种水锤称为直接水锤,阀门开状态与关闭状态刚好相反,装有普通止回阀的供水系统中常常产生直接水锤。
当Ts﹥T时,在阀门关闭过程中,反射回来的水锤波到达阀门时,阀门尚未完全关闭,水锤波导致的压强增值受到了干扰,水锤峰值被削减,这种水锤称为间接水锤。
在同一条件下,直接水锤比间接水锤的危害性要大得多,危害最大的是断流弥合水锤。
株洲南方阀门制造有限公司生产的多功能水泵控制阀,就是通过控制阀门的关闭状态,造成间接水锤的形成条件来实现管道系统的水锤防护的。
2 水锤波增压值的理论计算给水系统水锤波的压力峰值P为水泵的额定扬程P1和水锤压力增值△P的迭加值即:P=P1+△P(1)(1)直接水锤压力增值△P 按儒可夫斯基公式,可以计算供水系统中发生直接水锤时的压力增值△P (2) △P—直接水锤的压力增值,Kpa; V0—水锤产生前管道中的平均流速,m/s; V—水锤产生后管道中的平均流速,m/s;(3)式中,K:水的弹性模量,N/m2;K=2.04 ×105N/cm2E:管壁材料的弹性模量,N/m2,钢管或钢筋混凝土管,EO=2.04×107N/cm2 D:供水管的直径,mm;δ:供水管的管壁存度,mm; CO=K/ρ,在密度为ρ,弹性模量为K的无边界液体介质中声音的传递速度,对于水,CO=1425m/s。
从式(2)可以看出,当管道材料及其所输送的介质确定以后,直接水锤的压力增值△P,是管径和流速的函数,△P=f(V,1/D),直接水锤的压力增值△P随着流速的增大而增大,随着管径的增加而减小。
水锤的现象及措施水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。
水流冲击波来回产生的力,有时会很大,从而破坏阀门和水泵。
当打开的阀门突然关闭,水流对阀门及管壁,会产生一个压力。
由于管壁光滑,后续水流在惯性的作用下,迅速达到最大,并产生破坏作用,这就是流体力学当中的“水锤效应”,也就是正水锤。
在供水管道建设中都要考虑这一因素。
相反,关闭的阀门在突然打开后,也会产生水锤,叫负水锤,也有一定的破坏力,但没有前者大。
电动水泵机组突然停电或启动时,同样也会引起压力的冲击和水锤效应。
这种压力的冲击波沿管道传播,极易导致管道局部超压而造成管道破裂、损坏设备等,故水锤效应防护成为供水工程关键性的工艺技术之一。
水锤产生的条件1、阀门突然开启或关闭;2、水泵机组突然停车或开启;3、单管向高处输水(供水地形高差超过20米);4、水泵总扬程(或工作压力)大;5、输水管道中水流速度过大;6、输水管道过长,且地形变化大。
水锤引起的压强升高,可达管道正常工作压强的几倍,甚至几十倍。
这种大幅度的压强波动,对管路系统造成的危害主要有:1、引起管道强烈振动,管道接头断开;2、破坏阀门,严重的压强过高造成管道爆管,供水管网压力降低;3、反之,压强过低又会导致管子的瘪塌,还会损坏阀门和固定件;4、引起水泵反转,破坏泵房内设备或管道,严重的造成泵房淹没,造成人身伤亡等重大事故,影响生产和生活。
对于水锤的防护措施很多,但需根据水锤可能产生的原因,采取不同的措施。
1、降低输水管线的流速,可在一定程度上降低水锤压力,但会增大输水管管径,增加工程投资。
输水管线布置时应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变。
停泵水锤的大小主要与泵房的几何扬程有关,几何扬程愈高,停泵水锤值也愈大。
因此,应根据当地实际情况选用合理的水泵扬程。
事故停泵后,应待止回阀后管道充满水再启动水泵。
启泵时水泵出口阀门不要全开,否则会产生很大的水冲击。
供水管道系统水锤分析及防护措施摘要:水锤现象是引发城市供水系统设备损坏以及管道破裂的根本原因之一,对于水锤现象的防护一直都是供水管道系统设计与建设需要考虑的重点问题。
本文作者根据自身研究水锤现象多年的实际经验,对供水管道系统水锤分析及防护措施展开了深入的调研与分析,并给出有效的防护措施,希望能对相关行业起到一定的促进作用。
关键词:供水管道;水锤分析;防护措施引言:在进行水锤防护措施的分析时,首先应该对于供水管道系统水锤现象入手,找到水锤现象发生的具体原因,根据不同原因针对性设置对应的水锤防护措施,进而使水锤现象能够得到有效的控制,提升供水管道系统的安全性与稳定性。
一、供水管道系统水锤现象的分析在供水管道系统运行的过程之中,如果出现了不可预测性的停电现象,或者给水阀门的关闭速度过快时,就会由于水流压力的惯性产生一道非常猛烈的水流冲击波,该冲击波产生而发出的声音类似于锤子在进行敲打的声音,这就是我们所说的水锤现象。
水锤现象产生的应力极大,有时候有着很强的破坏力,严重时甚至会破坏供水系统的阀门或者水泵。
水锤效应是指水在供水管道的内部,由于供水管道内壁过于光滑,所以水流较为自如,而当管道阀门突然关闭时,水流的流动会发生方向性的紊乱,从而产生内部应力,对于阀门会产生一个压力,由于供水管网的内壁过于光滑,水流在惯性的作用下应力迅速达到最大化,从而产生了强大的破坏作用,这种破坏作用在流体力学之中被称为水锤效应,也就是我们常说的正水锤。
在进行供水管网供水管道的建设之中,必须要考虑到水流的水锤现象。
与正水锤相对的是负水锤,是因为关闭后的阀门突然打开而造成的水锤现象,这种水锤现象与正水锤现象相比破坏力较小,但也存在着一定的破坏力。
如果供水管道系统的电动机组突然启动,也会引发压力的冲击现象以及水锤效应,这种压力增大而产生的冲击波会沿着管道进行传播,非常容易造成管道内部的压力超过负荷,导致管道碎裂以及供水设备的损坏现象,因此,在供水管道系统的修建之中,对于水锤效应的防护也就成为了关键性技术之一[1]。
多功能水泵控制阀功能与用途多功能水泵控制阀由主阀和调节阀及接收系统组成,阀体采用直流式阀体,主阀控制室为膜片式或活塞式的双控制室构造,控制室比一般水力控制阀增加了一个,增加了对主阀的控制功能,实现了对水泵出口的缓慢开启、全开、缓闭、截止等多功能控制,实现了一个阀门、一次调节对水泵出口的多功能控制。
多功能水泵控制阀工作原理
当水泵起动起后,水压作用于主阀盘下面和控制室下腔,此压力使主阀开启,控制室上腔的水经过调节阀B缓缓排到出口端,主阀缓缓开启。
设定调节阀的开度可得到适宜地主阀开启速度。
当水泵停顿工作后,进口端水压迅速下降,在自重、弹簧压力作用下快速关闭大部分开度,防止了水倒流余下的开度由控制室上腔的水压和下腔水压结合作用下缓缓关闭,关闭速度减慢形成了缓冲,防止压力剧增。
设定调节阀A、B的开度和开度比可得到适宜的阀门启闭速度。
多功能水泵控制阀工作特点
1、防止水锤效果好,将缓开、止回速闭、缓闭等消除水锤的技术一体化,防止开泵不锤和停泵倒流与水锤对供水管路和水泵的损害。
2、操作方便,无需为阀门另配电控系统,阀门随水泵的开启与停顿自动并按顺序完成控制功能。
通过设定调节阀开度可得到适宜的控制参数。
3、阀体采用了全通道、直流式、流线型设计。
水力损失小,节能效果好。
多功能水泵控制阀功能与用途
本阀门安装在水泵出口端,顺序实现缓慢开启、全开、速闭、缓闭等功能。
用于高层建筑给水系统和其它给水系统的水泵出口管路上,防止和减弱水泵启闭时管线的水锤水击,防止水倒流保护水泵,维护管路平安。
多功能水泵控制阀技术性能说明一、用途多功能水泵控制阀安装在市政、建筑、钢铁、冶金、石油、石化、化工、煤气(天然气)、食品、医药、电站、核电、水利及灌溉等领域的取水、送水、潜水、污水泵房及石油、化工流体的输送系统中,与泵机联锁自动控制,一阀兼具电动阀、止回阀和水锤消除器三种设备的功能于一体,具有截止、节流、止回、消除水锤;故障少、关闭严密、消除水泵在停泵、事故停电或阀门关闭时可能发生的水锤时性能可靠等优点,能有效地提高供水安全可靠性,符合给排水工程设备机械化和自动化、远程控制的要求。
当水泵开启和停止时,利用阀门两端的介质及其压力差作为驱动介质和控制动力使阀门动作自动按水泵操作规程要求进行动作。
二、型号、规格、技术参数说明745X-100-C型号: JD技术参数:1、公称压力:10MPa;2、最低动作压力:0.05MPa3、适用介质:原水、污水、清水、循环输水、油品等4、介质温度: 0~80℃;5、缓闭时间:3秒~120秒(可调节);6、水锤峰值:≤1.3倍水泵出口额定压力7、水泵最高反转速度:≤1.3倍水泵额定转速。
8、膜片疲劳弯曲:200万次无破损。
9、泄漏量为零。
10、阀门壳体强度实验压力: 1.5倍公称压力11、阀门密封实验压力: 1.1倍公称压力12、表面处理采用环氧树脂防腐涂料喷涂。
阀门系统组成组成部件说明:序号零件名称序号零件名称1 阀体8 主阀板座2 阀杆9 膜片座3 O型密封圈10 膜片4 膜片压板a、e 控制阀5 阀盖 b 过滤器6 缓闭阀板 c 微止回阀7 主阀板d、f 排空阀设计和制造说明:1)、阀体:法兰与阀体整体铸成。
2)阀盖、膜片座阀盖与膜片座、膜片座与阀体的连接型式采用法兰式。
膜片座与阀体的连接螺栓数量不少于4个。
阀盖与膜片座的法兰为圆形。
法兰密封面的型式采用突面式。
3)阀杆、缓闭阀板、主阀板缓闭阀板与阀杆连接紧固、可靠。
缓闭阀板与主阀板的密封型式采用金属密封的型式。
多功能水泵控制阀多功能水泵控制阀是一种具有多种功能和应用的水泵控制设备。
它通过对水泵的控制和监测,实现对水流的调节、保护和控制,从而能够适应不同的工作环境和需求。
下面我们将从其原理、功能、特点和应用等方面进行详细介绍。
多功能水泵控制阀的工作原理是基于现代电子技术和自动化控制技术的集成应用。
它通常由水泵启停控制、电压检测、电流检测、温度检测和故障保护等模块组成。
水泵启停控制模块可以实现对水泵的自动启动和停止,可以通过设定的启动电压和停止电压来控制水泵的启停。
电压检测模块可以监测水泵供电电压是否正常,当电压不稳定或低于设定值时,可以实现对水泵的停止和报警。
电流检测模块可以监测水泵的工作电流,当电流超过设定值或低于设定值时,可以实现对水泵的停止和报警。
温度检测模块可以监测水泵的工作温度,当温度超过设定值时,可以实现对水泵的停止和报警。
故障保护模块可以监测水泵的故障情况,如过载、短路、缺水、堵塞等,当发生故障时,可以实现对水泵的停止和报警。
多功能水泵控制阀具有多种功能和特点。
首先,它可以实现对水泵的智能控制和监测,可以根据不同的工作需求和环境要求,自动启停水泵,实现对水流的调节和保护。
其次,它可以实现对水泵的电压、电流、温度和故障等参数的监测,可以及时判断水泵是否正常工作,从而保证水泵的稳定运行和安全使用。
再次,它可以实现对水泵的故障保护和报警,可以及时发现和处理水泵的故障,防止故障扩大和损坏设备。
最后,多功能水泵控制阀还具有体积小、重量轻、操作简便、安装方便和成本低等特点。
多功能水泵控制阀的应用非常广泛。
首先,它适用于家庭、农田和工业等领域的水泵控制。
在家庭中,它可以用于水泵的自动供水和停水,可以实现对水压的调节和保护。
在农田中,它可以用于农田的灌溉和排涝,可以根据土壤湿度和需水量的变化,自动启停水泵,实现对水流的控制和调节。
在工业中,它可以用于工厂、矿山和建筑等场所的水泵控制,可以实现对水流的调节和保护,提高生产效率和设备的可靠性。
各种水锤防护装置(或方法)及其适用场合能源动力系统及自动化三班 何强锋 2009302650062 摘要:本文论述了各种水锤防护装置(或方法)及其适用场合。
关键词:水锤 水锤防护在压力管道中,由于水流流速因某些原因突然变化,引起水流动量的急剧变化,进而在管道中产生一个相应的冲量,使水流压力急剧上升或降低的现象,成为水锤或水力过渡现象(又叫水击)。
水流是具有惯性的,在泵站中,当水泵突然启动、停止或为调节流量而启用阀门,都将使水流速度发生变化而产生惯性力,惯性力的大小等于水流质量m 与加速度dtdv的乘机,方向与加速度方向相反。
在出水管路中,这个惯性力就表现为水锤压力。
泵站水锤有启动水锤、关阀水锤和停泵水锤。
一般情况下,启动水锤压力不大,只是当管内空气不能及时排出而被压缩才会加剧水流的压力变化。
关阀水锤在正常操作时不会引起较大的压力波动。
最危险的是由于突然停电或误操作造成的事故停泵所产生的停泵水锤,此种情况下的水锤压力较大,有时可达正常压力的数倍,将会对泵站造成很大的破坏性事故。
因此,在泵站及其压力管道的设计时,通常将防护停泵水锤事故作为主要防护手段。
在泵站工程中往往由于规划设计考虑不周或不合理的运行操作,导致水锤事故,使水泵出水管道、阀门遭到破坏,甚至使泵房被淹,供水中断,造成重大损失;或者,因担心水锤事故发生盲目地套用不恰当的防护措施,这不仅造成工程上的浪费,甚至得到相反的技术后果。
因此,如何准确而周到的选定安全可靠、经济适用的停泵水锤及其防护措施及其设备,自然是泵站管路系统设计的首要任务。
1合理布置管线布置管线时,应尽可能地使管道纵断面平顺的上升而不形成驼峰凸部,或采用先缓后陡的形式。
如果由水泵出口开始先陡后缓,则停泵过程中压力下降有可能在管道的凸部的拐点处引起降压过大;当其压力小于水的汽化压力并持续一定的时间,则将可能产生“水柱分离”现象;倘若能够将管线的布置形式改变成先缓后陡的布置形式,则可避免或减缓降压过程中产生负压。
多功能水泵控制阀简介多功能水泵控制阀是一种用于控制水泵运行的装置。
它通过调节阀门的开关来控制水泵的启停、流量和压力等参数,实现对水泵的精确控制。
多功能水泵控制阀广泛应用于工业、农业、建筑等领域,为各种水泵系统提供高效可靠的控制。
本文将介绍多功能水泵控制阀的工作原理、组成部分、使用方法和注意事项,以及其在不同领域的应用案例。
工作原理多功能水泵控制阀通过控制阀门的开闭程度来调节水泵的流量和压力。
当水泵需要启动时,控制阀门打开,水泵开始运行并提供所需的流量和压力。
当水泵达到设定的流量和压力要求时,控制阀门关闭,水泵停止运行。
在水泵运行过程中,多功能水泵控制阀可以监测水泵的运行状态,如流量、压力、温度等,并根据需要调整阀门的开闭程度。
这种自动调节的功能可以提高水泵系统的运行效率,并保证系统的安全稳定运行。
组成部分多功能水泵控制阀主要由以下几个组成部分组成:1.控制阀门:控制阀门是多功能水泵控制阀的核心部件,通过阀门的开闭来控制水泵的运行。
控制阀门通常由金属制成,具有良好的耐腐蚀性和耐压性能。
2.传感器:多功能水泵控制阀通过传感器来监测水泵的运行状态。
常用的传感器包括流量传感器、压力传感器和温度传感器等。
传感器将实时监测的数据传输给控制系统,以便进行相应的调节。
3.控制系统:控制系统是多功能水泵控制阀的智能核心,通过对传感器数据的分析和处理,实现对阀门的自动调节。
控制系统通常由微处理器、存储器、输入输出接口和执行器等组成。
4.电源系统:多功能水泵控制阀需要电源系统来供电,以保证其正常工作。
电源系统通常由交流电源或直流电源组成,可以根据实际需要选择不同的电源类型。
使用方法和注意事项使用多功能水泵控制阀时,首先需要根据具体的水泵系统要求选择合适的控制阀门型号。
然后按照控制阀门的安装说明进行安装,并将传感器与控制阀门连接好。
在使用过程中,需要注意以下几个事项:1.确保控制阀门的电源供应稳定,并符合要求的电压和电流。
多功能水泵控制阀技术性能说明1.控制功能多样化:多功能水泵控制阀能够实现多种控制功能,如调节流量、调节压力、调节水位等。
它可以根据实际需求实现自动控制、手动控制和远程控制等多种工作模式,确保水泵系统的稳定运行。
2.高精度的控制性能:多功能水泵控制阀具有精确的调节性能,能够对水泵的流量、压力和水位进行高精度的调节。
它采用先进的控制算法和传感技术,可以实时监测和调整水泵的运行状态,确保系统的稳定性和安全性。
3.可靠的性能保障:多功能水泵控制阀具有可靠的性能保障机制,能够自动检测和诊断系统的故障,并及时采取相应措施进行修复。
它配备了专业的故障报警系统和数据采集系统,能够及时向操作人员反馈系统的运行情况和故障信息,减少故障对水泵系统的影响。
4.灵活的控制策略:多功能水泵控制阀具有灵活的控制策略,能够根据实际需要进行自动调整。
它可以根据系统的负荷变化、市场需求和用户要求等多种因素进行智能化的控制决策,提高水泵系统的运行效率和节能水平。
5.高效的节能性能:多功能水泵控制阀采用先进的节能技术,能够最大限度地减少水泵系统的能耗。
它能够根据实际负荷情况进行自动调整,避免水泵的过载运行和能耗浪费,提高系统的运行效率和节能水平。
6.易于安装和维护:多功能水泵控制阀具有结构简单、安装方便的特点,可以快速完成系统的搭建和调试。
同时,它的维护保养也非常简单,只需定期检查和清洁即可保持其正常运行。
总之,多功能水泵控制阀是一种功能强大、性能稳定的水泵控制设备。
它能够提供多种控制功能,具有高精度的控制性能、可靠的性能保障、灵活的控制策略和高效的节能性能。
通过使用多功能水泵控制阀,可以实现水泵系统的稳定运行和节能优化,为用户带来更大的经济和环境效益。
各种水锤防护装置(或方法)及其适用场合能源动力系统及自动化三班 何强锋 2009302650062 摘要:本文论述了各种水锤防护装置(或方法)及其适用场合。
关键词:水锤 水锤防护在压力管道中,由于水流流速因某些原因突然变化,引起水流动量的急剧变化,进而在管道中产生一个相应的冲量,使水流压力急剧上升或降低的现象,成为水锤或水力过渡现象(又叫水击)。
水流是具有惯性的,在泵站中,当水泵突然启动、停止或为调节流量而启用阀门,都将使水流速度发生变化而产生惯性力,惯性力的大小等于水流质量m 与加速度dtdv的乘机,方向与加速度方向相反。
在出水管路中,这个惯性力就表现为水锤压力。
泵站水锤有启动水锤、关阀水锤和停泵水锤。
一般情况下,启动水锤压力不大,只是当管内空气不能及时排出而被压缩才会加剧水流的压力变化。
关阀水锤在正常操作时不会引起较大的压力波动。
最危险的是由于突然停电或误操作造成的事故停泵所产生的停泵水锤,此种情况下的水锤压力较大,有时可达正常压力的数倍,将会对泵站造成很大的破坏性事故。
因此,在泵站及其压力管道的设计时,通常将防护停泵水锤事故作为主要防护手段。
在泵站工程中往往由于规划设计考虑不周或不合理的运行操作,导致水锤事故,使水泵出水管道、阀门遭到破坏,甚至使泵房被淹,供水中断,造成重大损失;或者,因担心水锤事故发生盲目地套用不恰当的防护措施,这不仅造成工程上的浪费,甚至得到相反的技术后果。
因此,如何准确而周到的选定安全可靠、经济适用的停泵水锤及其防护措施及其设备,自然是泵站管路系统设计的首要任务。
1合理布置管线布置管线时,应尽可能地使管道纵断面平顺的上升而不形成驼峰凸部,或采用先缓后陡的形式。
如果由水泵出口开始先陡后缓,则停泵过程中压力下降有可能在管道的凸部的拐点处引起降压过大;当其压力小于水的汽化压力并持续一定的时间,则将可能产生“水柱分离”现象;倘若能够将管线的布置形式改变成先缓后陡的布置形式,则可避免或减缓降压过程中产生负压。
多功能水泵控制阀的水锤特性测试及应用
董真;丁文敏;冯良
【期刊名称】《阀门》
【年(卷),期】2005(000)004
【摘要】论述了多功能水泵控制阀的水锤防护原理,并通过试验室和实际工程进行了测试.
【总页数】3页(P13-15)
【作者】董真;丁文敏;冯良
【作者单位】株洲南方阀门股份有限公司,湖南,株洲,412007;株洲南方阀门股份有限公司,湖南,株洲,412007;成都市自来水公司,四川,成都,610036
【正文语种】中文
【中图分类】TH134
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多功能水泵控制阀水锤防护特性及应用
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关键词:多功能水泵控制阀水锤防护原理 1 引言水锤控制是给水管道系统设计的一项重要内容。
水锤的形成与阀门的迅速关闭/开启有关,由于阀门关闭/开启时间Ts与水锤波的相长T的差异,表现为直接水锤和间接水锤两种形式。
当Ts﹤T时,在阀门关闭过程中,反射回来的水锤波尚未到达阀门时,阀已关闭,水锤波所产生的压强增高值无干扰作用,这种水锤称为直接水锤,阀门开状态与关闭状态刚好相反,装有普通止回阀的供水系统中常常产生直接水锤。
当Ts﹥T时,在阀门关闭过程中,反射回来的水锤波到达阀门时,阀门尚未完全关闭,水锤波导致的压强增值受到了干扰,水锤峰值被削减,这种水锤称为间接水锤。
在同一条件下,直接水锤比间接水锤的危害性要大得多,危害最大的是断流弥合水锤。
株洲南方阀门制造有限公司生产的多功能水泵控制阀,就是通过控制阀门的关闭状态,造成间接水锤的形成条件来实现管道系统的水锤防护的。
2 水锤波增压值的理论计算给水系统水锤波的压力峰值P为水泵的额定扬程P1和水锤压力增值△P的迭加值即:
P=P1+△P(1)(1)直接水锤压力增值△P 按儒可夫斯基公式,可以计算供水系统中发生直接水锤时的压力增值△P (2) △P—直接水锤的压力增值,Kpa; V0—水锤产生前管道中的平均流速,m/s; V—水锤产生后管道中的平均流速,m/s;(3)式中,K:水的弹性模量,N/m2;K=2.04 ×105N/cm2E:管壁材料的弹性模量,N/m2,钢管或钢筋混凝土管,EO=2.04×107N/cm2 D:供水管的直径,mm;δ:供水管的管壁存度,mm;CO=K/ρ,在密度为ρ,弹性模量为K的无边界液体介质中声音的传递速度,对于水,
CO=1425m/s。
从式(2)可以看出,当管道材料及其所输送的介质确定以后,直接水锤的压力增值△P,是管径和流速的函数,△P=f(V,1/D),直接水锤的压力增值△P随着流速的增大而增大,随着管径的增加而减小。
因而在工程设计中可以通过降低流速即增大管径来降低水锤的危害。
(2)间接水锤压力增值△P1的计算间接水锤的压力增值计算比较复杂[2] [3] ,可按流体力学公式进行计算
△P,=T/Ts·△P(4)△P'—间接水锤时的水压增值,Kpa ;由于发生间接水锤时,Ts﹥T,由式(4)可知,△P'﹤△P,即同样条件下间接水锤较直接水锤的水锤压力峰值要小。
当阀门的关闭(开启)时间Ts,水锤波的相长T确定之后,可以按(4)式直接计算间接水锤的压力增值。
在实际选用水泵多功能阀时,当直径大于DN800时,一般以Ts=(1.3-1.5)T,Ts≯2.0T为宜。
当管道直径较小、管道不长时,Ts可以适当加大,闭阀历时Ts可以是水锤相T=2L/C的2-10倍,把实际水锤压力P限定在安全范围内。
可通过调节阀门启闭动作时间(3~120s),使计算水锤压力峰值小于1.5倍水泵工作压力。
这一点不同于液控缓闭阀,液控缓闭阀是通过快关、慢关两阶段实现的,在快关阶段,关闭角度大,约为
60-80%,而时间很短,为1-2s;在慢关阶段,关闭角度小。
关闭时间太长,容易引起压力管道中的水大量倒流,使水泵反转速度超过允许值,或者造成压力管道中的水柱被快速拉断,部分管段出现真空,甚至产生断流弥合水锤。
2、多
功能水泵控制阀的水锤控制过程多功能水泵控制阀是一种新型的水力控制阀门,一阀可同时替代现行水泵压水管上的电动蝶(闸)阀、单向阀和水锤消除器,并能自动实现开泵时的缓开(准软启动),停泵时的速闭/缓闭,基本上可以实现现行液控缓闭阀的功能,即两阶段关阀过程,有效地防止水锤事故的产生,但它无任何电气控制动力或外力油压系统。
在阀体设计上还采用了宽阀体流线型设计,有效地降低了水流阻力。
多功能水泵控制阀的水锤防护过程:水泵启动前,阀门出口端压力作用在主阀板上,主阀板处于关闭位置,同时膜片控制器的上腔连通压力水,下腔则与阀门进口端的低压相通。
水泵启动后,阀门进口压力逐渐升高,同时压力水通过阀门进口端的连接管缓慢进入膜片控制器下腔,实现主阀板的缓慢开启,开启速度可通过控制阀进行调节。
水泵停机时,阀门进口的压力降低,当接近零流量时,主阀板在自身重力作用下迅速关闭。
因阀门进口端压力降低,阀门出口端的压力水通过连接管进入膜片控制器上腔,下腔水通过阀门进口端的连接管压回至阀门进口端,缓闭阀板缓慢关闭,慢关时间可通过控制阀进行调节。
主阀板的速闭和缓闭阀板的缓闭符合给水系统的两阶段关闭规律,因此能有效地削减水锤压力峰值。
连接管的附件设计:微止回阀的作用是保证阀门开启的时间大于电机启动时间,使电机轻载启动;阀门开启时间可根据现场工况压力设定。
控制阀可调节进出膜片控制器上下腔的水流速度,从而调节缓闭时间;在水泵正常运行时也可手动操作该阀来启闭阀门。
过滤器是保证膜片控制器上下腔中水的清洁度。
由于阀门在开启过程中水流是往复进出的,本身具有反冲洗的作用,因此也可用于介质较差的情况。
多功能水泵控制阀主阀板的开启是由管道中的水流冲击力大小决定的,流速高时主阀板开启度大,流速减小时阀板开启度小;流速接近于零时,主阀板关闭。
整个过程与消除水锤的两阶段关闭原理相吻合,因此消除水锤效果很好。
多功能水泵控制阀缓闭阀板的关闭,是在膜片式控制器上下腔形成压力差后方能实现,即主阀板关闭后,缓闭阀板方能关闭,因此不会出现缓闭与速同步的现象。
3 应用实例安康铁路水厂改造工程:设计水泵扬程80m,地形高差68.4m,设计流量850m3/h,管口径DN400,管长为6.0km,设计流速0.50—1.20m/s,C=980.4m/s,水锤波相长T为 12.2s,Ts=2.25T=30s时,理论上,产生间接水锤的峰值为1.34Mpa,安装多功能水泵控制阀后,产生的停泵水锤压力峰值为0.98Mpa;安装普通止回阀停泵水锤压力峰值则为1.88MPa。
据现场测试,安装JD745X—10DN400多功能水泵控制阀,缓闭时间为30s时,停泵压力峰值为0.95 MPa,小于1.20 Mpa,而原配置为电动蝶阀和微阻缓闭蝶阀,停泵压力峰值为1.2~1.4MPa。
停泵后水泵最大反转速度为600r/min,与原配置相同。
经多处实践使用证明,多功能水泵控制阀具有良好的水锤防护作用。
主要参考文献 1.黄靖罗建群多功能水泵控制阀中国给水排水,1999,15(2) 2.Wylie E B. Strecter V L. Fluid Transients, Mc-Graw-Hill Co. 1978 3.谢水波陈胜兵等停泵水锤计算直接迭格式与电算方法,水利学报,2001,(6):80-85。