多种止回阀在泵站应用的比较研究
发表时间：2020-06-12T07:30:25.199Z 来源：《防护工程》2020年6期作者：韩健 [导读] 随着绵阳市水务（集团）供水规模和供水区域不断的拓展，新建供水加压泵站也不断增多，作为泵站的必要设备，止回阀的合理选择和应用不仅关系到泵站经济节能运行，更关乎整个泵站的安全可靠运行。
绵阳市水务集团有限公司四川绵阳 621000
摘要：随着绵阳市水务（集团）供水规模和供水区域不断的拓展，新建供水加压泵站也不断增多，作为泵站的必要设备，止回阀的合理选择和应用不仅关系到泵站经济节能运行，更关乎整个泵站的安全可靠运行。目前，止回阀的结构形式和功能各异，大致可分为微阻缓闭止回阀，静音式止回阀，多功能水力阀和双速（蝶、闸）阀等。但各种止回阀因结构不同，造成的止回效果包括防水锤效果也不尽相同。选择安全可靠和高效的止回阀是泵站安全运行和节能降耗的重要内容。此次应用研究主要测试了静音式止回阀，多功能水力阀和微阻缓闭止回阀三种我司主要应用的止回阀类型。对各种止回阀的运行阻力，关闭时间和最大水锤等问题进行了有针对性的测试，结合各种阀门的结构和工作原理从中到优化止回阀设计应用的依据。 关键词：供水加压泵站 ；止回阀 ；类型; 合理选择 ; 运行阻力 ；关闭时间 ; 安全运行; 经济节能tomgro
一、止回阀种类及工作原理
1、静音式止回阀
静音式止回阀主要由阀体、阀座、导流体、阀盘、轴承及弹簧等组成。其工作原理为依靠介质本身流动而自动开闭。当开泵后压力水呈顺流时，阀盘依靠压力水推力开启；停泵时，阀盘在弹簧预应力作用下，阀盘沿阀体垂直中心线滑动关闭。 2、微阻缓闭止回阀
微阻缓闭止回阀主要由阀体、阀瓣、转轴、阀轴、摇臂、油缸等组成。其原理主要依靠进口介质的推力作用，将阀瓣推开。在此同时，进口的压力介质进入油缸内活塞的下部，推动活塞。当进口介质压力下降低于出口压力时，介质将产生回流，此时阀瓣在弹簧和介质回流的作用下，将自动关闭。但由于活塞杆处于伸出的位置，顶住阀瓣不能全部关闭，还剩有20%左右的面积使介质通过，阀瓣被活塞分成先快速关闭后缓慢两步关闭。
2、多功能水力阀
多功能水力控制阀主要由主阀和外装附件组成。主阀包括阀体、主阀板、缓闭阀板、阀杆、阀座及膜片控制器；外装附件有控制阀、过滤器、排空阀、微止回阀等组成。当水泵起动起后，水压作用于主
阀阀盘下面和控制室下腔，此压力使主阀开启，控制室上腔的水经过调节阀缓缓排到出口端，主阀缓缓开启。设定调节阀的开度可得到合适地主阀开启速度。当水泵停止工作后，进口端水压迅速下降，在自重、弹簧压力作用下快速关闭大部分开度，防止了水倒流余下的开度由控制室上腔的水压和下腔水压联合作用下缓缓关闭。
二、止回阀运行阻力测试
通过对各种止回阀阀前、阀后压力测试，得到了各种阀门在运行状态下随流速变化的阻力变化值。
从停泵瞬间的压力曲线可以很明显的看到，静音式止回阀和微阻缓闭止回阀在停泵后压力波动较小，多功能水力阀停泵压力波动较大。从四组曲线中，静音式止回阀在停泵后，阀前压力在5秒内平滑的下降，在停泵后5秒内，阀后压力恢复为正常市政压力，（关阀时间约为5秒），而且阀后压力无压力陡增的水锤现象发生。
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微阻缓闭止回阀在停泵后，阀前压力有接近10秒的压力上升，最大压力升至0.55MPa，比市政压力高了0.1MPa，形成了比较明显的压力震荡，阀后压力在10秒内经过轻微震荡后恢复正常。反映出在停泵瞬间有大量水流形成了倒流。
多功能水力阀在停泵后2秒内，阀前压力迅速下降，阀后压力形成了长达30秒的压力震荡，压力震荡最大值为1.105MPa，比正常市政压力大了约0.07MPa。反映出关阀速度过快，形成了不利的压力波动。胎盘提取液
阀门防火罩结合这三种止回阀在停泵时的止回效果，静音式止回阀的防水锤和回流的效果最好，关阀时间最短。
其次是多功能水力阀，最后是微阻缓闭止回阀。通过分析认为，这种测试结果跟止回阀的结构形式和工作原理是相吻合的。静音式止回阀是通过弹簧应力与水压的差值平滑移动阀盖来启闭阀门，当阀前压力减小，其压力等于弹簧力时，阀盖开始关小，使阀盖周围的水流流速加大，产生的水损与弹簧的压力间轻微震荡，关一点后又会开一点，当静音式止回阀出的压强降至很低时，止回阀便可轻轻关闭。其关闭时间等于弹簧应力跟阀前压力平衡的时间，因此总的来看属于速闭（5秒内），但在关闭过程中是平滑而缓慢的。
微阻缓闭止回阀的关闭分为两个阶段，5秒内阀门快速完成速闭阶段，但因为还有约20%的阀门空间未关闭，缓闭阶段时间在8秒左右，瞬间回流量较大，导致压力形成波动。因此该微阻缓闭止回阀应该通过调整关闭两个阶段的时间来优化其止回效果，特别是缩短缓闭时间。
多功能水力阀速闭时间约2秒，但阀后压力形成了震荡，证明其关阀过快，而且由于阀后压力震荡时间较长，说明在缓闭过程中，外附控制阀的控制关闭时间过长，缓闭的过流空间过小未能调整为最佳状态。因此牌坊沟加压站的多功能水力阀存在优化调试阀门的巨大空间。
四、开阀水力状态分析
通过对三种止回阀在水泵闭阀启动过程中的压力波动情况分析，微阻缓闭止回阀的开阀压力为0.1MPa，开阀时间约为1.0秒。多功能水力阀的开阀压力为0.99MPa，等于阀后压力，开阀时间为1.5
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秒。静音式止回阀开阀压力等于背压，开阀时间约1.5秒。
从测试结果可知，多功能阀和静音式止回阀开阀压力都等于阀后背压，而微阻缓闭止回阀开启压力小于背压，约为0.1MPa即开启。那么从水泵闭阀轻载启动和电机保护的角度看，微阻缓闭止回阀不适宜单独作为泵后阀门使用，因它可能造成在起泵瞬间的大流量从而造成电机的过载。而多功能水力阀和静音式止回阀则完全满足水泵闭阀启动的要求，可单独作为泵后阀门使用。【2】
五、结论
通过对止回阀的实际运行状况的测试和分析，现得出如下结论：
1、阀门运行过程中的水头损失最小的是静音式止回阀，其次是微阻缓闭止回阀，最后是多功能水力阀。因此，从运行角度看，静音式止回阀最节能。saw1
2、从止回和防止水锤的效果看，静音式止回阀停泵升压最小，微阻缓闭止回阀停泵升压最大，多功能水力阀次之。因此防水锤效果最好的是静音式止回阀。
3、从阀门结构的简单复杂程度而言，静音式止回阀最简单，部件最少，维护最简单。多功能水力阀结构最复杂，对外附部件的依赖程度最高，一旦外附阀门或部件损坏即会失效。微阻缓闭止回阀结构较复杂，对摇臂和油缸有定期保养的要求。
4、二水厂送水泵站和牌坊沟加压站的止回阀都还有调试优化的空间。
综上，无论从结构，维护管理，节能降耗还是水锤防护上，静音式止回阀都全面优于另外两种止回阀。
注：因此次测试是在生产状态下进行，远非试验室状态。并未能对单泵进行测试，因此测试数据和试验室数据肯定存在一定的误差。
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