多功能水泵控制閥在水廠中的應用

        慈城水廠二級泵房共有 4 臺離心式清水泵，每臺水泵的出口均裝有手動閘閥（即水泵控制閥）和止回閥，以保證水泵輕載啟動，停泵后防止介質倒流并消除水錘對機泵的影響。然而，因水泵控制閥為手動閘閥，在水泵啟、停過程中必須手動操作，操作時間長，而且勞動強度大；同時，由于手動閘閥啟閉頻繁，法蘭漏水問題很難解決。此外，由于原止回閥無緩閉功能，如遇突然停泵，則閥板回閉將產生很大的水錘沖擊，止回閥經常出現(xiàn)故障。

        針對上述問題，常用的解決方法是用電動蝶閥替代原有的手動控制閥，或對原手動閘閥加裝電動機構并將原有的止回閥改用緩閉止回閥。但是，這種方法對于泵房的安全運行還是存在著不足，首先無法解決因突然停電、控制閥不能及時回閉造成外管路介質對揚水系統(tǒng)的沖擊，無法解決因止回閥關閉不嚴而造成的介質回流；其次，由于增加了電控裝置以及電動頭的經常動作，出現(xiàn)故障的機會較大。然而新型多功能水泵控制閥的出現(xiàn)，為我們徹底解決慈城水廠二級泵房所存在的問題，進一步提高水廠的安全生產可靠性，降低工人的勞動強度，改善車間的工作環(huán)境提供了一種有效的方法。

         一、多功能水泵控制閥簡介

        由株洲南方閥門制造有限公司研制的JD745X型多功能水泵控制閥，是一種全過程自動操作的新型水力閥門，能夠全自動實現(xiàn)離心泵開泵時的緩開，停泵時的緩閉，并防止管道中介質的倒流。該閥可以同時替代水泵控制閥和緩閉止回閥，不需要任何人力或電力，該產品于1998年通過湖南省科技鑒定，1999年3月4日通過國家專利局的審查，獲得了實用新型專利，專利號 ZL97 2 393 5 52 。

         1 、結構組成

        多功能水泵控制閥由主閥和外裝附件組成，主閥是由閥體、膜片、主閥板、緩閉閥板、閥座、閥桿組件等主要部件組成；外裝附件由裝在閥體外的兩根連接管路組成；通過適當調節(jié)兩根連接管路上的兩個手動調節(jié)閥（圖１），就可以調整多功能水泵控制閥的開啟時間和緩閉時間，以實現(xiàn)對水泵運行全自動控制的技術要求。

        2 、工作原理

       多功能水泵控制閥是通過一個雙室膜片控制器，利用液壓原理來控制主閥板和緩閉閥板的緩開和緩閉動作。其工作過程如下： 

        水泵開啟前，閥后的壓力水進入雙室膜片控制器的上腔，由于膜片控制器的壓板面積大于閥板面積，此時閥門處于關閉狀態(tài)。水泵啟動后，隨著泵口的壓力不斷上升，水泵的出水一方面產生推動主閥板打開的力，另一方面進人膜片控制器下腔，使膜片向上抬起，而膜片控制器上腔內的水通過外接管路與主閥出水口相連而泄放，這樣，多功能水泵控制閥在可控速度下緩緩開啟，從而實現(xiàn)水泵的輕載啟動。

        當水泵停機后， 該閥中的介質流速逐漸降低 ， 當接近于零時 ， 與閥桿滑動配合的主閥板在自身重力和彈簧的作用下迅速下滑關閉 ， 主閥板上留有泄流孔以減弱水錘沖擊力 。 主閥板關閉后， 閥前失壓 ， 閥后壓力水進入膜片控制器上腔并推動壓板使固定在閥桿上的緩閉閥板緩緩關閉 ， 以此消除水錘 ， 防止介質的倒流 。

        3 、主要性能參數(shù)

        工作壓力：1.0MPa 、1.6MPa、2.5MPa 三種；啟閉動作壓力：≥0.07MPa；啟閉動作時間 ： 可調；適用介質 ： 原水 、 清水 、 油品；設計壽命 ： 25 年 。

        二、多功能水泵控制閥在慈城水廠的使用情況

        1 、多功能水泵控制閥的選用

        該閥的選用非常簡單，只要根據(jù)水泵的工作壓力（大于 0.07MPa 和出水管的口徑大小來進行選擇即可）。如慈城水廠二級泵房的離心泵有 8Sh-13A 2臺、 6Sh-9A 1臺、 S200-39 1臺，水泵工作壓力0.35MPa左右，因此，我們共選用了工作壓力為 1.0MPa 的多功能水泵控制閥 DN200 3只、DN250 1只。

         2 、多功能水泵控制閥的安裝

        由于多功能水泵控制閥其結構簡單，同時 DN500 口徑以下的多功能水泵控制閥其長度尺寸與緩閉止回閥的長度尺寸相同，所以安裝十分方便，只需將原緩閉止回閥拆除，換上相同口徑的多功能水泵控制閥即可。因此慈城水廠僅用了半天時間就完成了 4 只多功能水泵控制閥的安裝，廠方對安裝質量和設備進行了檢查、調試后隨即投入了生產使用。原水泵手動控制無需拆除，作為檢修閥。在水泵正常工作運行時，該閥門為常開狀態(tài)，當需要修理水泵或多功能水泵控制閥時，則臨時關閉該閥，待修理完后恢復常開狀態(tài)。由于該手動閘閥的功能發(fā)生了變化，啟閉次數(shù)大為減少，因此閥門法蘭漏水的問題也得到了有效的控制。

         3 、多功能水泵控制閥的運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計

        慈城水廠二級泵房從 1999年5月11日開始使用多功能水泵控制閥至今已運行了1年多時間，所取得的實際運行數(shù)據(jù)有以下幾個方面：

        3.1 各控制閥已累計使用時間和開、停次數(shù)、如下表１。

        3.2 各控制閥的自動開啟、關閉時間，如表２。

         3.3 各控制閥在運行時閥前和閥后的壓力差，如表 3 。

        1 、經過 1 年多時間的使用，上述 4 只多功能水泵控制閥已累計正常運行 15630h ，啟閉閥次數(shù)共計 1182 次，沒有出現(xiàn)任何故障，表明這種控制閥的運行狀態(tài)非常穩(wěn)定。

         2 、水泵啟動時，泵口壓力顯示為 0.45-0.5MPa ，然后經過 30s 左右的時間緩緩降至 0.32MPa ，待正常工作時上述各控制閥的閥前壓力顯示為 0.32MPa ，閥后壓力則顯示為 0.3-0.31MPa 不等，說明這種控制閥兩端的壓差在 O.01-0.02MPa 之間，阻力損失比緩閉止回閥小。

         3 、滿足離心泵的閉閘啟動要求，能夠保證水泵電機輕載啟動，不需要電器控制裝置和任何外加動力，便可實現(xiàn)直接對水泵進行啟停控制，不僅徹底解決了因突然停電而造成外管路介質對揚水系統(tǒng)所產生的水錘沖擊、介質的回流，而且還大大降低了工人的勞動強度。

        4 、消除水錘效果理想，停泵時關閥平穩(wěn)無聲響、振動 、閥門關閉嚴密，由于這種控制閥完全依靠水力自控 ， 因此不需專人管理 。

         5 、 該控制閥結構簡單 ， 安裝 、 調試和維護非常簡便 ， 不需增加額外的附件 。

        通過此次應用實踐，我們感到 JD745X 型多功能水泵控制閥是一種兼水泵控制、止回、消除水錘三種功能于一體的控制閥門，它不需電氣控制和外加動力，便能按照水泵的運行狀況自動地實現(xiàn)啟閉，且壓力損失小，同時由于其結構簡單，現(xiàn)場調整工作量小，維護管理非常方便，安全可靠性高，不僅徹底解決了慈城水廠二級泵房所存在的問題，而且效果顯著，應該說是水泵壓水管上閥門的更新?lián)Q代產品。其次，由于該閥具備上述特點，非常適合于給水自動化控制，為實現(xiàn)泵房的自動控制創(chuàng)造了非常實際而有效的條件。

                                                                                                                     2003-12-9