節(jié)能型泵控閥的應(yīng)用

嚴(yán)杰，程華，趙玉龍

（英諾威閥業(yè)有限公司，安徽 銅陵 244121）

1 水錘的危害

在壓力輸水管道中，因水流速的急劇變換而導(dǎo)致管路中產(chǎn)生一系列急劇的壓力交替變換的水力撞擊現(xiàn)象，就是一般所講的水錘現(xiàn)象，特別在使用離心泵的供水泵站中，當(dāng)突然發(fā)生斷電或其他情況使水泵驟停時(shí)，則立即在供水管路內(nèi)產(chǎn)生壓力下降現(xiàn)象，隨后則因管路情況及流速的不同，產(chǎn)生不同情況的壓力上升現(xiàn)象，出現(xiàn)所謂停泵水錘，嚴(yán)重時(shí)可能造成極大破壞。

2 水錘防護(hù)措施

一般水廠泵站常采用的水錘防護(hù)措施有多種，具體使用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選取一種或多種方式并用，主要采用止回閥類和控制閥類，泵閥用的較多的有節(jié)能型泵控閥、液控蝶閥、導(dǎo)流式速閉止回閥、多功能水泵控制閥。

導(dǎo)流式速閉止回閥和多功能水泵控制閥因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，導(dǎo)致水頭損失較大。

3 水頭損失

我國(guó)是能源短缺且較嚴(yán)重的國(guó)家，在自來(lái)水廠，泵是用電大戶。管網(wǎng)閥門的用量很大，節(jié)能問(wèn)題突出，至今尚未得到充分重視，生產(chǎn)閥門和選用閥門，要把水頭損失大小作為評(píng)價(jià)閥門質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一。

舉例：DN600的閥門，對(duì)應(yīng)水泵流量Q=2500m3/h，閥門水頭損失每增加1m，即水泵揚(yáng)程對(duì)應(yīng)要增加1m，如果全年運(yùn)行365天，即365×24=8760h，若水泵效率η1=0.8，電機(jī)效率 η2=0.9，聯(lián)軸器效率 η3=0.95。

則水泵為克服1m水頭損失，一年所需要耗電計(jì)算如下：

式中：N——水泵軸功率（kW）；η——水泵機(jī)組總效率 (η=η1η2η3)；F——年耗電量(kWh/a)（度/年）；γ——水的重度（9800N/m3）；Q——介質(zhì)流量（m3/s）（2500m3/h=0.7m3/s）；Δh——水頭損失 (水泵揚(yáng)程增量)(1m)；η1——水泵效率0.8；η2——電機(jī)效率 0.9；η3——聯(lián)軸器效率 0.95。

水頭損失計(jì)算方法。水頭損失，是閥門各元件水頭損失的總和，各元件的水頭損失系數(shù)在手冊(cè)中可以查到，閥門的水頭損失系數(shù)亦稱流阻系數(shù)。計(jì)算方法如下：

式中：Δh——閥門水頭損失(m)；ζ——閥門水頭損失系數(shù)；V——過(guò)閥平均流速 (m/s)；g——重力加速度 (m/s2)。

各類閥門水頭水頭損失比較如表1（僅供參考）。

表1

將以上參數(shù)代入公式，且開工率按100%(365×24小時(shí))計(jì)算：導(dǎo)流式速閉止回閥和T型水力控制閥，水泵需要的年耗電量分別為：

導(dǎo)流式速閉止回閥：

T型水力控制閥：

4 節(jié)能型泵控閥的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

節(jié)能型泵控閥具有截流止回、輕載啟泵、消除水錘等功能。閥體采用了蝶式止回閥結(jié)構(gòu)，水流平順，局部水頭損失較小，節(jié)能降耗；結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短，重量輕，安裝及在線維修方便。獨(dú)特的大小雙閥瓣設(shè)計(jì)，軟硬雙重密封結(jié)構(gòu)，停泵時(shí)，先快關(guān)后緩閉，并且大閥瓣外置重錘及緩閉油缸，滿足客戶對(duì)速閉時(shí)間的要求，有效的消除水錘，保證系統(tǒng)安全。

工作原理如圖1。

圖1

因?yàn)楣?jié)能型泵控閥采用了蝶式止回閥的主體機(jī)構(gòu)，所以水頭損失系數(shù)略高于蝶形（緩閉）止回閥0.6，經(jīng)國(guó)家泵閥產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心實(shí)測(cè)DN300節(jié)能型泵控閥水頭損失系數(shù)ζ為1.6，V=2m/s時(shí)閥門水頭損失Δh為0.32，按開工率按100%（365×24小時(shí)）計(jì)算：使用節(jié)能型泵控閥，水泵需要的年耗電量分別為：

對(duì)比導(dǎo)流式速閉止回閥和T型水力控制閥分別節(jié)約電量36%、74%。

5 結(jié)語(yǔ)

節(jié)能型泵控閥可以有效的消除水錘，保證系統(tǒng)安全，并且降低了此類閥門的水頭損失，減少了能量的損耗。