泵控制閥水錘防護特性及應(yīng)用

泵控制閥水錘防護特性及應(yīng)用摘要：水錘控制是給水管道系統(tǒng)設(shè)計的一項重要內(nèi)容。水錘的形成與閥門的迅速關(guān)閉/開啟有關(guān)，由于閥門關(guān)閉/開啟時間Ts與水錘波的相長T的差異，表現(xiàn)為直接水錘和間接水錘兩種形式。關(guān)鍵字：水錘水泵控制閥水錘控制

水錘控制是給水管道系統(tǒng)設(shè)計的一項重要內(nèi)容。水錘的形成與閥門的迅速關(guān)閉/開啟有關(guān)，由于閥門關(guān)閉/開啟時間Ts與水錘波的相長T的差異，表現(xiàn)為直接水錘和間接水錘兩種形式。

當Ts﹤T時，在閥門關(guān)閉過程中，反射回來的水錘波尚未到達閥門時，閥已關(guān)閉，水錘波所產(chǎn)生的壓強增高值無干擾作用，這種水錘稱為直接水錘，閥門開狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)剛好相反，裝有普通止回閥的供水系統(tǒng)中常常產(chǎn)生直接水錘。

當Ts﹥T時，在閥門關(guān)閉過程中，反射回來的水錘波到達閥門時，閥門尚未完全關(guān)閉，水錘波導(dǎo)致的壓強增值受到了干擾，水錘峰值被削減，這種水錘稱為間接水錘。在同一條件下，直接水錘比間接水錘的危害性要大得多，危害最大的是斷流彌合水錘。株洲南方閥門制造有限公司生產(chǎn)的多功能水泵控制閥，就是通過控制閥門的關(guān)閉狀態(tài)，造成間接水錘的形成條件來實現(xiàn)管道系統(tǒng)的水錘防護的。

1.水錘波增壓值的理論計算

給水系統(tǒng)水錘波的壓力峰值P為水泵的額定揚程P1和水錘壓力增值△P的迭加值即：

P=P1+△P（1）

（1）直接水錘壓力增值△P

按儒可夫斯基公式，可以計算供水系統(tǒng)中發(fā)生直接水錘時的壓力增值△P

(2)

△P—直接水錘的壓力增值，Kpa；

V0—水錘產(chǎn)生前管道中的平均流速，m/s；

V—水錘產(chǎn)生后管道中的平均流速，m/s；

（3）

式中,K：水的彈性模量，N/m2;K=2.04×105N/cm2

E：管壁材料的彈性模量，N/m2，鋼管或鋼筋混凝土管，EO=2.04×107N/cm2

D：供水管的直徑，mm；δ：供水管的管壁存度，mm；

CO=K/ρ，在密度為ρ，彈性模量為K的無邊界液體介質(zhì)中聲音的傳遞速度，對于水，CO=1425m/s。

從式（2）可以看出，當管道材料及其所輸送的介質(zhì)確定以后，直接水錘的壓力增值△P，是管徑和流速的函數(shù)，△P=f（V，1/D），直接水錘的壓力增值△P隨著流速的增大而增大，隨著管徑的增加而減小。因而在工程設(shè)計中可以通過降低流速即增大管徑來降低水錘的危害。橋條訂闖（顯2野）間接水錘壓師力增糧值奏△粱P廚1吹的計算銷端稅抬間接水錘的壓癢力增值計算比絲較復(fù)喬雜紙[2][3清]侍野，可按流體力絨學(xué)公式進行計蘇算運護勝凍△鵝P,=T/T暑s行·特△駐P(4)諒第△晉P裙'山—增間接水錘時的制水壓增值漢，駁Kpa之中；奪劍盲醫(yī)由于發(fā)生間接受水錘時彎，木T憤s彈﹥晴T克，由式庸（埋4偷）可知鍬，就△碗P勺'殼﹤努△梢P隆，即同樣條件減下間接水錘較柱直接水錘的水海錘壓力峰值要價小軍。洲炎當閥門的關(guān)閉標（開啟）時體間棒T映s再，水錘波的相誦長煎T梳確定之后，可慨以按朱（哄4廁）式直接計算倉間接水錘的壓遠力增值。在實特際選用水泵多犁功能閥時，當所直徑大刑于字DN80怎0竄時，一般挎以劈Ts=(1.助3-1.5)朋T饑，授T鄭s乎≯滅2.0渾T辮為宜。當管道刮直徑較小、管籌道不長時熟，炒T慧s邊可以適當加大菜，閉閥歷碧時憐T祥s努可以是水錘辯相殘T=營2L噴/政C在的險2-1夠0票倍，把實際水齊錘壓群力溝P詳限定在安全范賓圍內(nèi)?？赏ㄟ^欲調(diào)節(jié)閥門啟閉配動作時間番（柄3綱～巖120吐s在），使計算水漏錘壓力峰值小見于謝1.遞5清倍水泵工作壓役力。這一點不訓(xùn)同于液控緩閉集閥，液控緩閉乖閥是通過快關(guān)夜、慢關(guān)兩階段亞實現(xiàn)的，在快蒙關(guān)階段，關(guān)閉膠角度大，約潛為贊60-80%蜻,劃而時間很短，崖為枯1-2s投;諒在慢關(guān)階段，管關(guān)閉角度小。法關(guān)閉時間太長臉，容易引筆起當旺繭蜂利壓力管道中的象水大量倒流，墨使水泵反轉(zhuǎn)速灌度超過允許值影，或者造成壓玻力管道中的水霜柱被快速拉斷崇，部分管段出磚現(xiàn)真空，甚至摔產(chǎn)生斷流彌合薯水錘。醒雹融2劣、多功能水泵吩控制閥的水錘午控制過程勁活爛近多功能水泵控連制閥是一種新近型的水力控制糟閥門，一閥可咬同時替代現(xiàn)行妙水泵壓水管上榴的電動蝶（閘默）閥、單向閥巾和水錘消除器秘，并能自動實?，F(xiàn)開泵時的緩額開（準軟啟動兔），停泵時的鍵速層閉騎/京緩閉，基本上悉可以實現(xiàn)現(xiàn)行臭液控緩閉閥的芽功能，即兩辦階段關(guān)閥過程宜，有效地防止敬水錘事故的產(chǎn)桑生，但它無任獨何電氣控制動匪力或外力油壓聾系統(tǒng)。在閥體牽設(shè)計上還采用陡了寬閥體流線粒型設(shè)計，有效絨地降低了水流普阻力。輕防剃丹多功能水泵控爭制閥的水錘防廟護過程：水泵散啟動前，閥門態(tài)出口端壓力作鼓用在主閥板上畏，主閥板處于皂關(guān)閉位置，同落時膜片控制器梯的上腔連通壓貫力水，下腔則凈與閥門進口端美的低壓相通。音水泵啟動后，柴閥門進口壓力方逐漸升高，同緣時壓力水通過坊閥門進口端的紐連接管緩慢進武入膜片控制器營下腔，實現(xiàn)主洪閥板的緩慢開剛啟，開啟速度恰可通過控制閥潑進行調(diào)節(jié)。水聞泵停機時，閥兄門進口的壓力變降低，當接近晝零流量時，主熱閥板在自身重痕力作用下迅速趣關(guān)閉。因閥門議進口端壓力降寸低，閥門出口思端的壓力水通代過連接管進入屬膜片控制器上拜腔，下腔水通畜過閥門進口端胳的連接管壓回尊至閥門進口端涉，緩閉閥板緩導(dǎo)慢關(guān)閉，慢關(guān)紋時間可通過控次制閥進行調(diào)節(jié)擁。主閥板的速挑閉和緩閉閥板輸?shù)木忛]符合給沙水系統(tǒng)的兩階呀段關(guān)閉規(guī)律，誓因此能有效地危削減水錘壓力潑峰值。對仿品籃連接管的附件劣設(shè)計：微止回準閥的作用是保莊證閥門開啟的杠時間大于電機釀啟動時間，使汪電機輕載啟動景；閥門開啟時牛間可根據(jù)現(xiàn)場獨工況壓力設(shè)定嶄?？刂崎y可調(diào)螞節(jié)進出膜片控囑制器上下腔的重水流速度，從悲而調(diào)節(jié)緩閉時離間；在水泵正隸常運行時也可抹手動操作該閥將來啟閉閥門。靠過濾器是保證扇膜片控制器上件下腔中水的清站潔度。由于閥截門在開啟過程蠅中水流是往復(fù)棕進出的，本身痰具有反沖洗的桶作用，因此也杯可用于介質(zhì)較垮差的情況。勻瓜捷圓多功能水泵控灰制閥主閥板的賺開啟是由管道濃中的水流沖擊稼力大小決定的妖，流速高時主邊閥板開啟度大洋，流速減小時晴閥板開啟度小鐘；流速接近于哭零時，主閥板商關(guān)閉。整個過睜程與消除水錘易的兩階段關(guān)閉餅原理相吻合，椅因此消除水錘隔效果很好。削育遇燈多功能水泵控米制閥緩閉閥板促的關(guān)閉，是在飲膜片式控制器液上下腔形成壓姥力差后方能實默現(xiàn)，即主閥板沸關(guān)閉后，緩閉恰閥板方能關(guān)閉單，因此不會出踩現(xiàn)緩閉與速同鉤步的現(xiàn)象。悲駝

3揚唐應(yīng)用實例侵袋扭遣安康鐵路水廠坊改造工程：落疑瀉深設(shè)計水泵揚程忘80m罰，地形高差轎68.4m溝，設(shè)計流量親850m3蘇/倍h黎，管口汁徑悼DN40焦0帳，管長為先6.0km溫,羨設(shè)計流掠速楚0.5云0貼—裂1.20m饞/s,C=厭980.4m研/s杯,幫水錘波相圖長抱T銅為亭12.2s,扛Ts=2.2咽5T=30酒s羅時，理論上，演產(chǎn)生間接水錘獎的峰值沫為制1.34Mp卸a薪,脂安裝多功能劑水泵控制閥后嘗，產(chǎn)生的停泵窯水錘壓力峰值豈為隸0.98Mp丸a鄉(xiāng)；安裝普通止氣回閥停泵水錘雙壓力峰值則鐘為嶼1.88MP伸a晉。據(jù)現(xiàn)場測試擱，安教裝跌JD745腰X稿—散10DN40選0蓬多功能水泵控也制閥，緩閉時練間攤為