供水泵房的停泵水锤防护及自动化改造

宋同广

（蓬莱市战山水库管理所，山东 蓬莱 265600）

随着人们安全意识的增强，供水安全的重要性日渐凸显，自动化要求也越来越高。蓬莱市为丘陵地貌，供水受水源地影响，水厂多且分散较偏远。因此，对送水泵房自动化程度的要求较高，且要确保供水安全更是尤为重要。

1 基本情况

蓬莱市供水公司共有6处水厂，其中3处地下水厂，3处地表水厂，日供水能力8万t。平山地表水厂日处理能力0.6万t，2000年投入使用。泊宋地下水厂2001年兴建，日供水0.5万t。潮水园区地下水厂2005年兴建。战山二水厂为地表水厂，2008年投入生产。战山一水厂为地表水厂，兴建于1994年，日处理能力1.2万t，二级泵3台为8SH—9离心泵，功率为75 kW，流量300 m3/h，扬程为62.5 m。淳于加压泵站建于1986年，日供水1.2万t，3台8SH—9离心泵，流量280 m3/h，电机功率55 kW，扬程62 m。原来老水厂使用微阻缓闭阀和双速阀，在使用过程中存在许多问题：1）事故停电逆止阀关闭时水锤声音大，且不严，造成水泵反转；2）开停泵均需人工操作闸阀，工人劳动强度大，存在事故隐患，供水安全得不到保障，甚至直接影响供水。

2 改造方案的确定

在改造方案论证过程中，采取什么方案能够实现自动化控制，同时又能可靠消除事故停泵水锤，成为考虑的重点。 经反复论证，两阶段关闭逆止阀的选型显得尤为关键。本文就采用新方案JD745型多功能水泵控制阀和老方案HH44x-10微阻缓闭逆止阀+电动阀两种方案的效果进行了以下比较。

2.1 水锤消除

经计算机模拟，当关阀时间和快慢组合与最佳模拟条件不同时，泵前最大压力值都将有所增加。因此，一个装有两阶段关闭阀门的输水系统，其阀门的操作过程应经过计算确定，需要具有快、慢关闭时间及可调性，并应在试运行中调整。

1）水泵控制阀消除水锤过程。速闭阀板是悬浮于流道中央，停泵瞬间阀板开度与水泵出口压力变化同步，在流量接近于零流量时完成速闭，实现最佳的速闭过程，最大限度地降低水锤峰值。缓闭过程同步机械连锁，以膜片腔带动缓闭阀板动作，在3～120 s内任意调节，给出了根据现场工况实时调整的余地。

2）缓闭逆止阀+电动阀消除水锤过程。正常停泵操作为先关电动阀后停泵，达到消除水锤目的。事故停泵时依靠缓闭止回阀消除水锤。该阀门外置带有平衡锤用于平衡阀板重量，起一定节能效果。但配重平衡的同时导致速闭完成时间要相对滞后，回水流速较快，停泵时水锤峰值相对增大。速闭同缓闭也是压力感应连锁，活塞缸阻尼缓闭器在原水或者长时间使用后常产生卡阻，可能导致关闭不严水泵反转。

2.2 自动化控制

1）水泵控制阀启闭过程。水泵控制阀同水泵连锁，启泵后15～30 s缓慢开启，以介质本身压力实现轻载启动，停泵直接两阶段关闭，以水力本身压差实现自动化控制。

2）微阻缓闭止回阀+电动阀启闭过程。启泵后按操作规程开启电动阀门，停泵时先关电动阀门后停泵。以电器配合实现自动化控制。

综合分析考虑，以老方案微阻缓闭止回阀+电动阀实现自动化控制，电动阀电机产品及控制箱、行程开关出现故障的可能性相对高。在事故停泵电动阀无法动作时，微阻缓闭止回阀表现不理想，可靠性一般。新方案的水泵控制阀一阀替代三阀，与水泵联动以水力来实现自动化控制，故障率降低，效果较好。

3 使用情况

战山地表一水厂3台机组为8SH—9离心泵，出水流量为300 m3/h,工作压力0.59 MP，出水管径为DN200。淳于加压泵站3台机组为8SH—9离心泵，出水流量为280 m3/h，工作压力为0.43 MP，出水管径为DN200。选用了株洲南方阀门股份有限公司生产的JD745X-10DN200PN1.0型多功能水泵控制阀，其他水井泵站根据不同出水量和工作压力选用DN100DN125DN150不同的多功能阀。自使用以来解决了老水厂中存在的问题，进一步提高了安全供水可靠性，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，自动化程度进一步提高。

4 多功能水泵控制阀使用特点评价

1）安全可靠性高，具有速闭、缓闭、消除水锤、动作联锁、不会产生误动作等特点。平山水厂运行10年，战山二水厂运行4年都没有出现任何故障，改造后老水厂运行良好。

2）无需操作控制，当水泵启停时，巧妙利用阀门两端压力差作为启动控制力，使阀门自动按水泵操作规程的要求动作，大大降低工人劳动强度，操作方便快捷。

3）水泵启动约30 s左右阀门开启到最大，压力稳定在工作压力，阀前后压力差在0.01～0.02 MPa，阀门水头损失极小，节能效果好。

4） 水泵停机 1～2 s后开始关闭，15～20 s左右完全关闭。停泵过程中，机组无震动、位移及噪音，水锤消除效果好。

5 结语

实践证明，应用JD745x-10型多功能水泵控制阀，具有融电动闸阀、止回阀、水锤消除器三合一的功能，且由水力控制，结构简单，无需经常调整，维护管理方便，安全可靠性高，彻底解决了老水厂存在的安全隐患问题。所以，作为老水厂更新改造中的替代产品，这种多功能控制阀在城镇供水行业水厂泵房建设中也将成为一种使用的趋势，应用前景非常广泛。