淺談多功能水泵控制閥在消除長距離輸水管路水錘危害上的作用

        摘要：新余市自來水公司第三水廠取水泵房是長距離輸水泵房，原使用國外進口的緩閉止回閥，后產生的水錘較大，影響了正常生產。現采用JD745X多功能水泵控制閥后，有效地消除了水錘并保證了供水正常。

        關鍵詞：長距離輸水泵房；水錘；多功能水泵控制閥

        新余市第三水廠是利用西班牙政府貸款建成的日產10萬噸水廠，其取水點位于仙女湖水庫，距凈水廠13.5km，取水泵站采用大功率的潛水泵，輸水管為兩條1000mm的預應力混凝土管，如何盡量減少這種長距離輸水管的水錘危害，是我們必須解決的一個問題。開始我們按設計，在泵出口處使用的是手動蝶閥加西班牙進口的微阻緩閉止回閥，即使是在正常停泵的情況下，由于管道中水錘的作用，產生很大的響聲和后座力，破壞了管路支撐，非常危險。西班牙的售后服務人員進行了反復調試都沒有解決這一問題，后經西班牙現場代表的同意，將他們的止回閥換成了株洲南方閥門制造有限公司生產的多功能水泵控制閥，很好地解決了這個難題。

        一、多功能水泵控制閥簡介 

        多功能水泵控制閥是一種比較新穎的兩階段關閉閥門，采用水力自動控制，啟泵時能緩開、停泵時先快閉后緩閉，因此不僅具有揚水閥的閉閘啟動功能，又具有良好的水錘消除特性，能同時取代閘閥、止回閥，并能起到水錘消除器的作用，JD745X型多功能水泵控制閥的控制方式是膜片式的，它具有：無運動摩損、對泥沙、雜物不敏感；不需要潤滑；維護方便；使用壽命長的特點。幾年前我們就在水廠的送水泵站使用了這種閥門，效果很好。但用在十幾公里長的輸水管路上能否有效地消除水錘并沒有把握。在廠家的大力支持下我們進行了大膽的嘗試。

         二、新余市第三水廠取水工況及水錘計算

        取水泵站日最大取水量為10萬噸。水庫最枯水位為62.2米（黃海高程），一般取水水位65.0米，幾何揚程19.5米，單管流速0.737m/s，沿程損失6米，水泵工作揚程25.5米。管道中心最高點的標高為88.7米，采用四臺瑞典飛力公司的潛水泵取水，兩用兩備。大泵為315kw，揚程33米時流量為2484m3/h；小泵215kw，流量為1440 m3/h。從輸水管標高圖上可以看出，管道起伏很大，存在“駝峰”和“膝部”狀拐點，非常容易產生負壓水錘。為了減少水錘的危害，在10.34公里處設置了通氣管。我們先計算一下水錘。

        水錘計算公式：Hmax=（1+hm）H0 式中：

        Hmax ——最大水錘壓力，m

        hm ——最大水錘壓力相對值

        而其中為水管特性常數，u=LV0/（gH0Ts）

        L——管道長度

        V0——閥門全開時的管道流速，m/s

        H0——水泵揚程，m

        管道長度為4160米，假設關閥時間18秒，則u=4160×0.737/(9.8×25.5×18)=0.68

         所以hm=2.03, Hmax =77.23m

        從水錘計算可以看出，由于管道很長，在泵頭水倒流的反作用力很大，所以止回閥應控制在18秒左右關閉（太短將加大水錘），并且1-3秒內要快關閥門的75%，減少水的倒流。開始我們采用的是西班牙的微阻緩閉止回閥，它不能做到兩階段關閉，所以即使在正常停泵時泵頭所受到的水流沖擊也是非常可觀的，整個閥門系統往后座，打在池壁上響聲驚天動地，雖然采取了加固措施也無濟于事。于是我們與設計單位協商，決定將止回閥改為可以兩階段關閉的水泵控制閥。最后我們采用的是株洲南方閥門制造有限公司生產的多功能水泵控制閥。

          三、使用情況

        我們選用了DN500和DN600的JD745X型多功能水泵控制閥兩臺，原手動閥門改作為檢修閥門。多功能水泵控制閥開啟和關閉時間是可調整的，通過閥門的外裝控制管路隨時把閥門前后的壓力變化傳遞到上下腔（由膜片分隔而成），控制大閥板和緩閉閥板的運動，通過調整控制管上的控制閥門可以改變緩閉閥板的運行速度，從而調整閥門的開啟和緩閉時間，使其處于需要的范圍之內。

        實際操作時，我們先將控制閥調到較小，記錄關閉時間，這些閥門的緩閉時間較長，水泵有些反轉，一直調到需要的時間為止（18秒），結果一次調試成功，啟停泵都非常平穩。我們又請南華大學的汪興華教授和廠方的技術人員一起對多功能水泵控制閥做了停泵試驗，從計算機顯示的試驗結果看，水錘峰值發生在停泵后第70秒鐘，水錘最大峰值為0.32MPa，為額定工作壓力的1.3倍以下，水錘波振蕩衰減時間為560秒鐘，符合產品技術性能要求，系統運行平穩，無任何水錘響聲。

        四、結論

        三水廠取水泵站更換JD745X多功能水泵控制閥后，已經使用近三年了，運行非常安全可靠。由于能自動做到兩階段關閉，大大減少了水的倒流，能很大程度上消除停泵水錘，同時安裝、操作、維護簡單，是一種既節能又有效的多功能水泵控制閥。

參考文獻：

            [1]黃靖，劉永.多功能控制閥[J].中國給水排水，1999.15（2）：59-60
 
 

                                                                                                          2005-11-11