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怎么避免停泵水锤?看阀门和离心泵的安全操作!

泵是流体工业的核心装置,其作用犹如人体的心脏,为系统中各装置内的流体提供动力,确保工艺流程正常运转。常用的泵,按大类分有叶片泵、容积泵、特殊用途泵等。其中,叶片泵中的离心泵应用最为广泛。

  离心泵运行过程中需要避免两个问题:停泵水锤和低于最小流量。解决这两类问题,方法较多,但基本思想都是如何围绕离心泵配置一套合适的系统。在这些系统里阀门起着非常重要的作用,而且随着这两类问题认识的加深,诞生了许多专用阀门。


停泵水锤保护与阀门

  水锤是压力管道中介质流速的剧烈变化引起的一系列急剧的压力交替升降的水击现象。水锤的危害非常大,可以击毁泵、管路以及其它设备。压力管道中的水锤产生原因有很多,比如阀门的快速关闭、非正常停泵等。


停泵水锤产生机理

  当因非正常原因,比如断电,泵突然停止工作:初始阶段时,管道内的介质依靠惯性继续前进,但速度逐渐减为零;此时,如果管道布置存在高低落差,介质在重力的作用下将向泵倒流;当倒流介质达到一定速度时,泵出口处的止回阀将迅速关闭,这样,到达此处的大量介质的速度突然变成零,引起此处介质压力急剧升高—停泵水锤产生。大量文献指出,停泵水锤产生的主要原是水泵出口处的止回阀突然关闭。但有研究表明,虽然某些情况下泵出口处的止回阀可以取消的,但大多数情况下,为防止大量介质倒流进离心泵,泵出口处的防倒流设置是必需的。


停泵水锤避免措施

  避免停泵水锤危害的措施有许多,比如安装水锤消除器、泄压阀、调压罐等,以下只介绍两种应用较多、与通用阀门相关的措施。


1、设置缓闭止回阀

缓闭止回阀是一种通过增加执行机构、阻尼器而实现缓慢关闭的止回阀。安装有缓闭止回阀的离心泵停泵水锤保护系统简图,此时缓闭止回阀需要配合闸阀(开关阀)使用。当介质在重力作用下倒流时,止回阀缓慢关闭,有效地避免了因普通止回阀突然关闭产生的水锤。其缺点为因为关闭速度较慢,一部分介质不可避免地倒流进入离心泵,泵因此可能会产生机械故障。


2、设置缓闭止回蝶阀

 这是一种在大型水利系统中应用比较普遍、效果比较好的方法。缓闭止回蝶阀由蝶阀、执行结构及液压控制系统构成。安装有缓闭止回蝶阀的离心泵停泵水锤保护系统简图。该系统只需安装缓闭止回蝶阀即可,即能起到止回阀的作用又能起到开关阀的作用。当离心泵开启的时候,其按先慢后快的步骤开启,保证泵低载开启;当泵突然停止工作时,其按先快后慢的步骤关闭,即可以避免水锤的产生,又可以避免过多的介质倒流通过泵,引起泵的机械故障。


避免最小流量工况和阀门

  最小流量是指保证泵能正常工作的流量。如果泵在低于最小流量工况下工作,将引起噪声和振动,泵的性能将变得不稳定,甚至会引起泵的非正常汽蚀,降低泵的使用寿命。所以必须采取措施来避免离心泵在最小流量工况下工作,目前 普遍做法是喂离心泵设置最小流量回路。但从泵的本身价值来讲,只有为那些大流量、高扬程、大功率的离心泵设置最小流量回路才是合理的。离心泵允许的最小流量值由泵制造商计算或实验确定。

  最简单的最小流量回路仅需要在回路中安装一台开关阀,如闸阀,当认为泵即将处于最小流量工况时打开阀门,接通最小流量回路,避免泵在最小流量工况下工作。


总结

  以上介绍的阀门的基本结构与 通用阀门无异,但因为根据应用的工况做了相应的改进,使得这些阀门成为解决这两类问题的专用阀门。


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