月浦水厂泵房出水阀门的设计选型

朱晓燕
(汕头市自来水总公司，广东汕头　515041)

　　摘　要：介绍了月浦水厂泵房出水阀门的设计选型，认为应根据泵的扬程、流量及性能来决定是否采用止回措施，同时对防止水泵反转的措施和目前较为先进的缓闭蝶阀的选型、特点也作了阐述。
　　关键词：泵房；出水阀门；止回措施；缓闭蝶阀?
　　中图分类号：TU992
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)04-0062-03

1 　设计概况

　　月浦水厂总设计规模为80×10⁴m³/d，近期按40×10⁴m³/d进行泵房设备安装。取水泵房选用2台42MN-46BX、2台30MN-33BX涡壳式离心泵，送水泵房选用6台800S-40、1台24S A-10A泵。取水泵房工艺布置见图1，送水泵房工艺布置见图2。?
　　在出水阀门设计上，一般认为取水泵扬程为75～140kPa，为消除止回阀关闭过快引起的水锤现象和节约电耗可以取消止回阀；送水泵扬程为350～450kPa，不宜取消止回阀，否则失电时水泵反转影响安全运行，且会损失部分水量，因此在原设计中取水泵房出水管阀门采用：①DN900电动蝶阀，②DN900手动蝶阀，③DN1200电动蝶阀，④DN1200手动蝶阀；送水泵房出水管阀门采用⑤DN900蓄能罐式液控蝶阀，⑥DN900手动蝶阀。

　　考虑到取水泵房选用的是MN型污水泵(属新型泵)，其反向转动的时间不得超过3min，转速范围为额定转速至额定转速的120%，低于额定转速的反向转动时间一般不宜超过10min，因此必须严格计算水泵最大反转速度、反转水量和反转时间才能决定是否采取止回措施。表1为计算结果。

表1 计算结果 工 况 最大反转速度(与额定转速的百分比) 反转 时间(min) 按原设计管(进反应池管)中心标高计算 按提高进入反应池的水管标高至接近水面计算 开1台30MN-33BX泵(小泵) 143 105 69 开1台42MN-46BX泵(大泵) 147 98 62 开2台42MN-46BX泵 　 58 　

　　表1表明，各种工况下水泵最大反转速度均超过额定转速的120%，反转时间远远超过10min。此外即使在反应池设溢流堰，也因水泵出口至反应池之间的管道较长且管道中反转水量较大，其反转时间也超过10min，故需采取防止水泵反转的措施。?

2 防止反转的措施

　　① 设置配水井?
　　在取水泵房与反应池进口之间适当位置设置配水井，既可配水又能缓冲沉淀池和反应池至泵口管道中的倒流水(因在流程及总图布置中未予考虑而难以实现)。
　　② 水泵出口设止回阀+电动蝶阀?
　　这种办法在20世纪80年代中期以前被广泛采用，但存在两个问题：a.快速关闭阀板易产生水锤；b.阻力大，只能靠压力差才能将阀板推开(阻力系数为蝶阀的8倍)，这将大大增加电耗，而取水泵房出口阀(DN900、DN1200)又属大口径阀门，使用止回阀欠妥。　　③ 水泵出口采用缓闭蝶阀?
　　缓闭蝶阀将止回阀和普通蝶阀的作用合二为一，达到一阀代二的效果，阻力小且可防止水锤。

3 　缓闭蝶阀选型

　　缓闭蝶阀有重锤式和蓄能式，它们各有特点。重锤式已运行多年，可靠性高，而蓄能式是近年发展起来较先进的一种液控蝶阀，其结构简单、体积较小。由于取水泵房土建面积是按最初普通电动蝶阀来设计的，重新选择出口阀时根据施工进度修改设计、扩大面积已不可能，而重锤式阀门安装尺寸大于蓄能式，取水泵房布置也有困难，故放弃重锤式选用蓄能式。所采用的N₂蓄能罐液控蝶阀为球铸机械中心阀板，阀体由橡胶厚套层与流体完全隔绝，阀盘与阀轴用花键连接(不用钉与螺丝衔接)，使轴不与流体接触。为便于维修管理，每个阀门均配备独立的液压执行机构，在液压执行机构内设置调速装置(流量调节器)，其最快开启时间为20s，最短关闭时间为15s。送水泵房阀门关闭程序还设置两个阶段不同的调节速度，前一段(90°～30°)为6s，后一段(30°～0°)为9s，这样可以尽量减少水泵的倒转。当执行机构的油泵发生故障时，阀门可自动返回关闭状态，并可通过紧急手摇油泵开启蝶阀。该阀门最大特点是蓄能罐附于阀体上，独立的油压站和控制器可与不同直径阀门互相交换使用，且既可用于蓄能罐式，也可用于重锤式，这样就简化和减少了需要的备件。两个泵房选用同一类型的液控蝶阀便于以后的调试和管理。月浦水厂目前一期工程已建成投产，泵房出口阀门运行情况良好。

4 结语

　　水厂取水、送水泵房出口阀门很关键，它的可靠性将直接影响水泵的正常运转和水厂安全生产。在选用阀门时首先要保证技术性能好、安全可靠；其次要考虑适用性、先进性，控制系统是否复杂，调试、管理是否简单，备件是否方便易得，价格是否合理等因素。?
4.1 是否采取止回措施
　　是否采取止回措施要根据泵的扬程大小及性能。国内武汉、福州和长沙等地的有关试验认为，一般在扬程较小、出水管管径≤DN500的取水泵房设计中可取消止回阀；送水泵房一般扬程较高，不宜取消止回阀。对于小型卧式离心泵，如S、SA型或有些轴承采用轴套反 松螺丝反转对它影响不大的泵，泵房出水阀可采用普通电动蝶阀。由于对大型水泵的反转情况要严格限制，尽管取水泵扬程低，但流量大、转速低，故亦应严格计算其反转速度、反转流量、反转时间而采取相应措施。
4.2 止回阀和液控蝶阀
　　一般泵房出口采用止回阀加电动蝶阀或采用液控蝶阀来防止反转，它们有各自特点和适用性(见表2)。 表2 泵房出口阀门特点及适用范围 止回阀+电动蝶阀 液控蝶阀 适用于管径≤600 mm 适用于管径≥700 mm 易产生水锤，应进行停泵水锤压力计算，并采取消除措施 可防止水锤 阻力大、电耗高、不经济 阻力小 大口径止回阀+电动蝶阀占地大、价格高、一次性投资高 形式多，相对占地小，统一油压站蓄能式液控蝶阀投资省 注：消除水锤措施国内只有小口径的水锤消除器，而国外的大口径水锤消除系统比较复杂且体积庞大。

4.3 缓闭蝶阀的发展趋势
　　缓闭蝶阀已从早期进口重锤式电控蝶阀发展为目前价格较低而技术性能更为先进的重锤式液控蝶阀。此外，体积小、结构简单、性能可靠的各种蓄能罐式液控蝶阀正在推广使用，效果也都较好。目前，独立油压站尽管投资高，但可靠性好使其应用较广泛，特别是统一油压站的蓄能式液控蝶阀虽然管理要求高，但技术先进、占地小、大大节省投资，今后必将有很大的发展潜力。?

　　电　　话：(0754)8624452?
　　收稿日期：2001-09-21