閥門與離心泵安全操作

　　概述
　　
　　泵是流體工業的核心裝置，其作用猶如人體的心臟，為系統中各裝置內的流體提供動力，確保工藝流程正常運轉。常用的泵，按大類分有葉片泵、容積泵、特殊用途泵等。其中，葉片泵中的離心泵應用。
　　
　　離心泵運行過程中需要避免兩個問題：停泵水錘和低于zui小流量。解決這兩類問題，方法較多，但基本思想都是如何圍繞離心泵配置一套合適的系統。在這些系統里閥門起著非常重要的作用，而且隨著這兩類問題認識的加深，誕生了許多閥門。
　　
　　停泵水錘保護與閥門
　　
　　水錘是壓力管道中介質流速的劇烈變化引起的一系列急劇的壓力交替升降的水擊現象。水錘的危害非常大，可以擊毀泵、管路以及其它設備。壓力管道中的水錘產生原因有很多，比如閥門的快速關閉、非正常停泵等。
　　
　　停泵水錘產生機理
　　
　　當因非正常原因，比如斷電，泵突然停止工作：初始階段時，管道內的介質依靠慣性繼續前進，但速度逐漸減為零;此時，如果管道布置存在高低落差，介質在重力的作用下將向泵倒流;當倒流介質達到一定速度時，泵出口處的止回閥將迅速關閉，這樣，到達此處的大量介質的速度突然變成零，引起此處介質壓力急劇升高—停泵水錘產生。大量文獻指出，停泵水錘產生的主要原是水泵出口處的止回閥突然關閉。但有研究表明，雖然某些情況下泵出口處的止回閥可以取消的，但大多數情況下，為防止大量介質倒流進離心泵，泵出口處的防倒流設置是必需的。
　　
　　停泵水錘避免措施
　　
　　避免停泵水錘危害的措施有許多，比如安裝水錘消除器、泄壓閥、調壓罐等，以下只介紹兩種應用較多、與通用閥門相關的措施。
　　
　　1、設置緩閉止回閥
　　
　　緩閉止回閥是一種通過增加執行機構、阻尼器而實現緩慢關閉的止回閥。上圖為安裝有緩閉止回閥的離心泵停泵水錘保護系統簡圖，此時緩閉止回閥需要配合閘閥(開關閥)使用。當介質在重力作用下倒流時，止回閥緩慢關閉，有效地避免了因普通止回閥突然關閉產生的水錘。其缺點為因為關閉速度較慢，一部分介質不可避免地倒流進入離心泵，泵因此可能會產生機械故障。
　　
　　2、設置緩閉止回蝶閥
　　
　　這是一種在大型水利系統中應用比較普遍、效果比較好的方法。緩閉止回蝶閥由蝶閥、執行結構及液壓控制系統構成。上圖為安裝有緩閉止回蝶閥的離心泵停泵水錘保護系統簡圖。該系統只需安裝緩閉止回蝶閥即可，即能起到止回閥的作用又能起到開關閥的作用。當離心泵開啟的時候，其按先慢后快的步驟開啟，保證泵低載開啟;當泵突然停止工作時，其按先快后慢的步驟關閉，即可以避免水錘的產生，又可以避免過多的介質倒流通過泵，引起泵的機械故障。
　　
　　避免zui小流量工況和閥門
　　
　　zui小流量是指保證泵能正常工作的流量。如果泵在低于zui小流量工況下工作，將引起噪聲和振動，泵的性能將變得不穩定，甚至會引起泵的非正常汽蝕，降低泵的使用壽命。所以必須采取措施來避免離心泵在zui小流量工況下工作，目前普遍做法是喂離心泵設置zui小流量回路。但從泵的本身價值來講，只有為那些大流量、高揚程、大功率的離心泵設置zui小流量回路才是合理的。離心泵允許的zui小流量值由泵制造商計算或實驗確定。
　　
　　zui簡單的zui小流量回路僅需要在回路中安裝一臺開關閥，如閘閥，當認為泵即將處于zui小流量工況時打開閥門，接通zui小流量回路，避免泵在zui小流量工況下工作。
　　
　　總結
　　
　　以上介紹的閥門的基本結構與通用閥門無異，但因為根據應用的工況做了相應的改進，使得這些閥門成為解決這兩類問題的閥門。