老泵站技术改造水泵控制阀实践探索

许铁强 杜芳芳 施成超 徐佳丽 / 绍兴柯桥排水有限公司

老泵站技术改造水泵控制阀实践探索

许铁强 杜芳芳 施成超 徐佳丽 / 绍兴柯桥排水有限公司

泵站建成投入使用时间越长，越容易出现问题。老泵站改造有着十分重要的现实意义,尤其是对泵站控制阀的选择。多功能水泵控制阀的合理选择和应用，有助于解决现存问题，减轻作业强度，利于老泵站改造运行。

老泵站；技术改造；水泵控制阀

引言

绍兴柯桥有许多建成已久的泵站，排水能力已不能满足现阶段需求，主要源于以下三方面：

（1）设备陈旧老化

有些泵站设备年代久远，泵机后端的水力调节阀等不能正常使用，靠两头的手阀进行操作，经常需要更换；同时，泵机也亟待保养和维修。另外，部分电气柜内的元器配件也需要更新、改造。

（2）网络、通讯协议分歧

有些泵站虽有恒压变频操控体系，但供货厂家多，种类繁杂：有西门子S7-200的PLC做成恒压变频操控体系；有国产操控器和触摸屏做成恒压操控体系；有变频器直接做成恒压变频操控体系。同时，通讯系统也五花八门：有经过串口RS232通讯；有经过RS485通讯；有经过Profibus通讯。

（3）调度员操作技能和问题判别力低

无人值守的泵站自控体系由调度指挥中心调度员进行操作。由于调度员自身技能欠缺，当出现问题，调度员无法及时对体系问题进行准确判别，致使体系恢复延迟。

1.泵站现状

老泵站的离心泵出口均装有手动闸阀和止回阀，通过控制操作满足水泵轻载启动的要求，停泵后防止水倒流，并消除水锤对机组的影响。在水泵启停过程中，手动闸阀依靠人工操作，启闭时间长，工作量大，由于启闭频繁，法兰经常漏水。在突然断电停泵时，由于原止回阀没有缓闭功能，逆止阀板快速关闭，对水锤的冲击较大，且止回阀经常出现故障。这是老泵站普遍存在的问题，过去常将手动闸阀安装电动机构，或直接改为电动闸阀，将原有的止回阀更换为缓闭止回阀。这种方法对于泵站的安全、稳定运行还存在不足：

①无法解决因突然停电、电动控制阀不及时关闭，输水管路中水倒流对水泵出水管路造成的冲击；止回阀关闭不严水倒流造成水泵叶轮反转；

②由于电动机构的增加，操作频繁，故障点增多；

③由于泵站改造时附属管路系统扩径，无法解决管道及阀门的合理布置问题。

2.阀门选择

合理选择水泵机组、附属管道阀门,不仅能有效解决泵站遗留及改造过程中的问题，提高泵站运行的安全可靠性，而且能降低员工劳动强度与误操率，优化泵房内管道布局，改善工作环境。

2.1 多功能水泵控制阀简介

泵站选用的SJDH745X多功能水泵控制阀，是一种新型水力自控阀门，无需人工或电力驱动。在水泵启停过程中，自动缓开缓闭，满足电机轻载启动，防止输水管路中介质倒流，减小对水锤冲击，改造中还可以替换水泵出口控制闸阀和止回阀。

2.1.1 结构组成。

多功能水泵控制阀分为主阀和外装附件两部分。主阀由阀体、主阀板、缓闭阀板、压板及膜片、阀杆等部件组成。外装附件由安装在阀门隔膜室与阀门进、出水管上的两根连接管路组成，连接管上装设过滤器和控制阀。通过调整外装附件连接管路上的控制阀，可以控制阀板的启闭时间，达到自动控制阀门缓开缓闭的目的，见图1：

图1 多功能水泵控制阀构造图

2.1.2 工作原理。

多功能水泵控制阀是利用液压双腔膜片控制器，控制主阀板和缓闭阀板轻柔缓慢启闭动作。水泵启动前，主阀板在自重和弹簧的作用下，处于关闭状态，缓闭阀板由于阀后的压力，水进入膜片控制器上腔，产生向下压力，也处于关闭状态，此时阀门关闭。水泵启动后，随着泵口出水压力的不断增加，进入控制阀的压力水一部分经过主通道向上推动主阀板，主阀板逐渐开启，另一部分压力水通过外装附件连接管上的控制阀和过滤器进入膜片控制器下腔，推动膜片向上运动，带动缓闭阀板缓慢开启，完成多功能控制阀的整个缓开过程，保证了水泵的轻载启动。多功能水泵控制阀主要性能参数见表1:

表1 多功能水泵控制阀主要性能参数

2.2 三偏心硬质密封蝶阀简介

泵站改造后水泵多功能控制阀后端出水管道及水泵进水管道检修阀门采用D343H三偏心硬质密封蝶阀。该阀采用三偏心密封结构，即转轴中心与阀板密封面和阀体中心线、密封面中心与流道中心线均设计为偏心，见图2：

图2 三偏心硬质密封蝶阀构造图

三偏心硬质密封蝶阀主要性能参数见表2：

表2 三偏心硬质密封蝶阀主要性能参数

3.阀门应用

3.1 阀门的选用

多功能水泵控制阀和三偏心硬质密封蝶阀的选用都非常简单，只要根据水泵机组附属管路的工作压力和口径选用即可。

3.2 阀门的安装

由于多功能水泵控制阀结构简单，阀门口径DN500以下的安装长度与缓闭止回阀的安装长度相同。在不增加或改变原有设计情况下，只要将原设计止回阀位置换成多功能水泵控制阀即可，并按照阀体上标明的上下、前后流体方向，安装在水平管道上。由于采用了三偏心结构，蝶阀为双向密封，即可在任意方向安装，不受流向和安装位置的限制，泵站管路系统阀门安装如图3所示：

图3 泵站阀门安装示意图

3.3 运行数据统计

钱一泵站使用改造后的各类控制阀，至今已运行四个月时间，由于蝶阀基本在检修时使用，偶尔在水泵出口用作流量调节阀使用，开关次数很少。在此只统计多功能水泵控制阀的实际运行数据。控制阀使用时间和开、停次数累计如表3：

表3 控制阀累计使用时间和开、停次数

控制阀的自动开启、关闭时间如表4：

表4 控制阀的自动开启、关闭时间

控制阀运行时阀前和阀后的压差如表5：

表5 控制阀运行时阀前和阀后的压差

4.结论

SJDH745X型多功能水泵控制阀是一种集闸阀、止回阀、水锤消除器于一体的高效水力自控阀；利用蝶阀小巧的特点，代替闸阀作为检修阀，既节省了安装空间，又能在老泵站改造中合理的布置管道及设备。两种阀门的应用彻底解决了泵站所存在的问题，效果显著，为后期泵站实现自动化控制创造了有利条件，并节省资金。

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