多功能水泵控制阀在水厂中的应用

        慈城水厂二级泵房共有 4 台离心式清水泵，每台水泵的出口均装有手动闸阀（即水泵控制阀）和止回阀，以保证水泵轻载启动，停泵后防止介质倒流并消除水锤对机泵的影响。然而，因水泵控制阀为手动闸阀，在水泵启、停过程中必须手动操作，操作时间长，而且劳动强度大；同时，由于手动闸阀启闭频繁，法兰漏水问题很难解决。此外，由于原止回阀无缓闭功能，如遇突然停泵，则阀板回闭将产生很大的水锤冲击，止回阀经常出现故障。

        针对上述问题，常用的解决方法是用电动蝶阀替代原有的手动控制阀，或对原手动闸阀加装电动机构并将原有的止回阀改用缓闭止回阀。但是，这种方法对于泵房的安全运行还是存在着不足，首先无法解决因突然停电、控制阀不能及时回闭造成外管路介质对扬水系统的冲击，无法解决因止回阀关闭不严而造成的介质回流；其次，由于增加了电控装置以及电动头的经常动作，出现故障的机会较大。然而新型多功能水泵控制阀的出现，为我们彻底解决慈城水厂二级泵房所存在的问题，进一步提高水厂的安全生产可靠性，降低工人的劳动强度，改善车间的工作环境提供了一种有效的方法。

         一、多功能水泵控制阀简介

        由株洲南方阀门制造有限公司研制的JD745X型多功能水泵控制阀，是一种全过程自动操作的新型水力阀门，能够全自动实现离心泵开泵时的缓开，停泵时的缓闭，并防止管道中介质的倒流。该阀可以同时替代水泵控制阀和缓闭止回阀，不需要任何人力或电力，该产品于1998年通过湖南省科技鉴定，1999年3月4日通过国家专利局的审查，获得了实用新型专利，专利号 ZL97 2 393 5 52 。

         1 、结构组成

        多功能水泵控制阀由主阀和外装附件组成，主阀是由阀体、膜片、主阀板、缓闭阀板、阀座、阀杆组件等主要部件组成；外装附件由装在阀体外的两根连接管路组成；通过适当调节两根连接管路上的两个手动调节阀（图１），就可以调整多功能水泵控制阀的开启时间和缓闭时间，以实现对水泵运行全自动控制的技术要求。

        2 、工作原理

       多功能水泵控制阀是通过一个双室膜片控制器，利用液压原理来控制主阀板和缓闭阀板的缓开和缓闭动作。其工作过程如下： 

        水泵开启前，阀后的压力水进入双室膜片控制器的上腔，由于膜片控制器的压板面积大于阀板面积，此时阀门处于关闭状态。水泵启动后，随着泵口的压力不断上升，水泵的出水一方面产生推动主阀板打开的力，另一方面进人膜片控制器下腔，使膜片向上抬起，而膜片控制器上腔内的水通过外接管路与主阀出水口相连而泄放，这样，多功能水泵控制阀在可控速度下缓缓开启，从而实现水泵的轻载启动。

        当水泵停机后， 该阀中的介质流速逐渐降低 ， 当接近于零时 ， 与阀杆滑动配合的主阀板在自身重力和弹簧的作用下迅速下滑关闭 ， 主阀板上留有泄流孔以减弱水锤冲击力 。 主阀板关闭后， 阀前失压 ， 阀后压力水进入膜片控制器上腔并推动压板使固定在阀杆上的缓闭阀板缓缓关闭 ， 以此消除水锤 ， 防止介质的倒流 。

        3 、主要性能参数

        工作压力：1.0MPa 、1.6MPa、2.5MPa 三种；启闭动作压力：≥0.07MPa；启闭动作时间 ： 可调；适用介质 ： 原水 、 清水 、 油品；设计寿命 ： 25 年 。

        二、多功能水泵控制阀在慈城水厂的使用情况

        1 、多功能水泵控制阀的选用

        该阀的选用非常简单，只要根据水泵的工作压力（大于 0.07MPa 和出水管的口径大小来进行选择即可）。如慈城水厂二级泵房的离心泵有 8Sh-13A 2台、 6Sh-9A 1台、 S200-39 1台，水泵工作压力0.35MPa左右，因此，我们共选用了工作压力为 1.0MPa 的多功能水泵控制阀 DN200 3只、DN250 1只。

         2 、多功能水泵控制阀的安装

        由于多功能水泵控制阀其结构简单，同时 DN500 口径以下的多功能水泵控制阀其长度尺寸与缓闭止回阀的长度尺寸相同，所以安装十分方便，只需将原缓闭止回阀拆除，换上相同口径的多功能水泵控制阀即可。因此慈城水厂仅用了半天时间就完成了 4 只多功能水泵控制阀的安装，厂方对安装质量和设备进行了检查、调试后随即投入了生产使用。原水泵手动控制无需拆除，作为检修阀。在水泵正常工作运行时，该阀门为常开状态，当需要修理水泵或多功能水泵控制阀时，则临时关闭该阀，待修理完后恢复常开状态。由于该手动闸阀的功能发生了变化，启闭次数大为减少，因此阀门法兰漏水的问题也得到了有效的控制。

         3 、多功能水泵控制阀的运行数据统计

        慈城水厂二级泵房从 1999年5月11日开始使用多功能水泵控制阀至今已运行了1年多时间，所取得的实际运行数据有以下几个方面：

        3.1 各控制阀已累计使用时间和开、停次数、如下表１。

        3.2 各控制阀的自动开启、关闭时间，如表２。

         3.3 各控制阀在运行时阀前和阀后的压力差，如表 3 。

        1 、经过 1 年多时间的使用，上述 4 只多功能水泵控制阀已累计正常运行 15630h ，启闭阀次数共计 1182 次，没有出现任何故障，表明这种控制阀的运行状态非常稳定。

         2 、水泵启动时，泵口压力显示为 0.45-0.5MPa ，然后经过 30s 左右的时间缓缓降至 0.32MPa ，待正常工作时上述各控制阀的阀前压力显示为 0.32MPa ，阀后压力则显示为 0.3-0.31MPa 不等，说明这种控制阀两端的压差在 O.01-0.02MPa 之间，阻力损失比缓闭止回阀小。

         3 、满足离心泵的闭闸启动要求，能够保证水泵电机轻载启动，不需要电器控制装置和任何外加动力，便可实现直接对水泵进行启停控制，不仅彻底解决了因突然停电而造成外管路介质对扬水系统所产生的水锤冲击、介质的回流，而且还大大降低了工人的劳动强度。

        4 、消除水锤效果理想，停泵时关阀平稳无声响、振动 、阀门关闭严密，由于这种控制阀完全依靠水力自控 ， 因此不需专人管理 。

         5 、 该控制阀结构简单 ， 安装 、 调试和维护非常简便 ， 不需增加额外的附件 。

        通过此次应用实践，我们感到 JD745X 型多功能水泵控制阀是一种兼水泵控制、止回、消除水锤三种功能于一体的控制阀门，它不需电气控制和外加动力，便能按照水泵的运行状况自动地实现启闭，且压力损失小，同时由于其结构简单，现场调整工作量小，维护管理非常方便，安全可靠性高，不仅彻底解决了慈城水厂二级泵房所存在的问题，而且效果显著，应该说是水泵压水管上阀门的更新换代产品。其次，由于该阀具备上述特点，非常适合于给水自动化控制，为实现泵房的自动控制创造了非常实际而有效的条件。

                                                                                                                     2003-12-9