止回阀在减小停泵水锤压力中的应用_秦淑芳

[收稿日期]2004-02-24.[作者简介]秦淑芳(1977-),女,山东聊城人,河海大学水利水电工程学院硕士研究生,主要从事水电站、泵站水力学研究;陶爱峰(1978-),男,山东聊城人,河海大学港航学院博士研究生,主要从事港口航道研究.止回阀在减小停泵水锤压力中的应用秦淑芳,陶爱峰(河海大学,江苏南京210098)[摘要]通过总结水锤的传统防护措施及其适用性,介绍了快闭止回阀、液控缓闭蝶阀及不完全关闭止回阀的结构和原理,并分析了后两者在高扬程泵站输水系统中的应用及效果,指出了在处理方法上的优、缺点,以及在使用时应注意的问题。[关键词]水锤;快闭止回阀;液控缓闭蝶阀;不完全关闭阀[中图分类号]TU991[文献标识码]B[文章编号]1006-7175(2004)04-0235-03CheckvalveappliedindescreasingwaterhammerpressurewhenthepumpstopsQINShu-fang,TAOAi-feng(HohaiUniversity,Nanjing210098,China)Abstract:Thisarticlegeneralizesconventionalwaterhammercontrollingmethodanditsapplicability.Thestructureandtheoryofquick-clo-surecheckvalve,pilotslow-closurebutterflyvalveandimperfect-closurecheckvalveareintroduced.Theapplicationandeffectoflasttwomentionedaboveinhighdeliveryliftpumpingstationwater-carriagesystemareanalysed,moreover,meritsandfaultsofprocessingmethodaswellasthekeyaspectswhenappliedarepointedoutinthispaper.Keywords:waterhammer;quick-closurecheckvalve;pilotslow-closurebutterflyvalve;imperfect-closurecheckvalve现在减小水锤压力产生的措施很多,除了在设计中尽可能降低压力管输水流速外,还可在压力管上装设水锤消除器、调压水箱、空气室、爆破膜片、机组装设飞轮、液控缓闭蝶阀等措施。水泵扬程不高、机组泵数少、输水管线短且自动化控制水平较低的泵站,一般在水泵出口管处可以不设止回阀,遇到突然停电,如果水泵惯性很大,正转也会被倒流水所遏止,很快降至0转速(即制动工况),进而由0增大到最大反转速;最后在水轮机工况下达飞逸转速nr=(1.2～1.3)n0,水锤压力一般可达到正常工作压力的1.27～2倍。如果水泵惯性很小,在水流反冲到泵前时泵已停转,就不存在制动工况。停泵水锤压力升高较大,会损坏泵组、叶轮、电机转子、爆破管道等等。在井群给水系统、泵组能力较大、管路较长、扬程较高、不允许水倒流均设止回阀。突然停电,水倒流时,止回阀很快关闭,所产生的停泵水锤压力升高很大,可达到工作压力的2～4倍,其破坏程度很严重。随着科技进展,止回阀在工程中的应用有了很大改进,由快速关阀到缓闭阀、不完全关闭阀日趋显示出其良好的效果。1快闭止回阀从停泵水锤的图解过程可看出,止回阀在逆流量增大时,关阀越迟缓,水锤升压越高。因此,在不产生水柱分离的情况下,可采用逆流量为零时即快速关阀的办法来减小水锤升压,对小型水泵装置,可采用快闭止回阀来减小水锤升压。常见的快闭止回阀有:重锤旋启式快闭止回阀、弹簧旋启式快闭止回阀、弹簧升降式快闭止回阀等。但是,它们的阻力和电耗较大,对大口径管或大中型水泵装置不适当地快速关阀,可能在泵站及管路系统中引起过高的水锤升压。在突然停电后的最初阶段,管路系统中的水按惯性将继续向前流动。为了不使阀门对该正向水流形成很大的阻力,亦可在断电后经过某一时段再开始关阀。为了正确确定关阀对停泵水锤暂态过程的影响,必须知道:①何时开始关闭阀门;②根据什么规律改变阀门的开启度;③对应于各不同开启度的阀门局部阻力系数ζ的—235—第10卷第4期2004年8月水利科技与经济WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomyVol.10No.4Aug.2004值。一般讲,对出现水柱分离的管道,突然停电(泵)后,只有在阀门关得太快情况下,才能恶化水锤暂态过程:当水正向流动时,快速关阀会减少流入水柱分离处的水量,因而使断流空间容积增大;当管路中水倒流时,快速关阀会使管路中反向流速急剧减少,