老泵站技術改造水泵控制閥實踐探索

許鐵強 杜芳芳 施成超 徐佳麗 / 紹興柯橋排水有限公司

老泵站技術改造水泵控制閥實踐探索

許鐵強 杜芳芳 施成超 徐佳麗 / 紹興柯橋排水有限公司

泵站建成投入使用時間越長，越容易出現(xiàn)問題。老泵站改造有著十分重要的現(xiàn)實意義,尤其是對泵站控制閥的選擇。多功能水泵控制閥的合理選擇和應用，有助于解決現(xiàn)存問題，減輕作業(yè)強度，利于老泵站改造運行。

老泵站；技術改造；水泵控制閥

引言

紹興柯橋有許多建成已久的泵站，排水能力已不能滿足現(xiàn)階段需求，主要源于以下三方面：

（1）設備陳舊老化

有些泵站設備年代久遠，泵機后端的水力調(diào)節(jié)閥等不能正常使用，靠兩頭的手閥進行操作，經(jīng)常需要更換；同時，泵機也亟待保養(yǎng)和維修。另外，部分電氣柜內(nèi)的元器配件也需要更新、改造。

（2）網(wǎng)絡、通訊協(xié)議分歧

有些泵站雖有恒壓變頻操控體系，但供貨廠家多，種類繁雜：有西門子S7-200的PLC做成恒壓變頻操控體系；有國產(chǎn)操控器和觸摸屏做成恒壓操控體系；有變頻器直接做成恒壓變頻操控體系。同時，通訊系統(tǒng)也五花八門：有經(jīng)過串口RS232通訊；有經(jīng)過RS485通訊；有經(jīng)過Profibus通訊。

（3）調(diào)度員操作技能和問題判別力低

無人值守的泵站自控體系由調(diào)度指揮中心調(diào)度員進行操作。由于調(diào)度員自身技能欠缺，當出現(xiàn)問題，調(diào)度員無法及時對體系問題進行準確判別，致使體系恢復延遲。

1.泵站現(xiàn)狀

老泵站的離心泵出口均裝有手動閘閥和止回閥，通過控制操作滿足水泵輕載啟動的要求，停泵后防止水倒流，并消除水錘對機組的影響。在水泵啟停過程中，手動閘閥依靠人工操作，啟閉時間長，工作量大，由于啟閉頻繁，法蘭經(jīng)常漏水。在突然斷電停泵時，由于原止回閥沒有緩閉功能，逆止閥板快速關閉，對水錘的沖擊較大，且止回閥經(jīng)常出現(xiàn)故障。這是老泵站普遍存在的問題，過去常將手動閘閥安裝電動機構，或直接改為電動閘閥，將原有的止回閥更換為緩閉止回閥。這種方法對于泵站的安全、穩(wěn)定運行還存在不足：

①無法解決因突然停電、電動控制閥不及時關閉，輸水管路中水倒流對水泵出水管路造成的沖擊；止回閥關閉不嚴水倒流造成水泵葉輪反轉；

②由于電動機構的增加，操作頻繁，故障點增多；

③由于泵站改造時附屬管路系統(tǒng)擴徑，無法解決管道及閥門的合理布置問題。

2.閥門選擇

合理選擇水泵機組、附屬管道閥門,不僅能有效解決泵站遺留及改造過程中的問題，提高泵站運行的安全可靠性，而且能降低員工勞動強度與誤操率，優(yōu)化泵房內(nèi)管道布局，改善工作環(huán)境。

2.1 多功能水泵控制閥簡介

泵站選用的SJDH745X多功能水泵控制閥，是一種新型水力自控閥門，無需人工或電力驅動。在水泵啟停過程中，自動緩開緩閉，滿足電機輕載啟動，防止輸水管路中介質倒流，減小對水錘沖擊，改造中還可以替換水泵出口控制閘閥和止回閥。

2.1.1 結構組成。

多功能水泵控制閥分為主閥和外裝附件兩部分。主閥由閥體、主閥板、緩閉閥板、壓板及膜片、閥桿等部件組成。外裝附件由安裝在閥門隔膜室與閥門進、出水管上的兩根連接管路組成，連接管上裝設過濾器和控制閥。通過調(diào)整外裝附件連接管路上的控制閥，可以控制閥板的啟閉時間，達到自動控制閥門緩開緩閉的目的，見圖1：

圖1 多功能水泵控制閥構造圖

2.1.2 工作原理。

多功能水泵控制閥是利用液壓雙腔膜片控制器，控制主閥板和緩閉閥板輕柔緩慢啟閉動作。水泵啟動前，主閥板在自重和彈簧的作用下，處于關閉狀態(tài)，緩閉閥板由于閥后的壓力，水進入膜片控制器上腔，產(chǎn)生向下壓力，也處于關閉狀態(tài)，此時閥門關閉。水泵啟動后，隨著泵口出水壓力的不斷增加，進入控制閥的壓力水一部分經(jīng)過主通道向上推動主閥板，主閥板逐漸開啟，另一部分壓力水通過外裝附件連接管上的控制閥和過濾器進入膜片控制器下腔，推動膜片向上運動，帶動緩閉閥板緩慢開啟，完成多功能控制閥的整個緩開過程，保證了水泵的輕載啟動。多功能水泵控制閥主要性能參數(shù)見表1:

表1 多功能水泵控制閥主要性能參數(shù)

2.2 三偏心硬質密封蝶閥簡介

泵站改造后水泵多功能控制閥后端出水管道及水泵進水管道檢修閥門采用D343H三偏心硬質密封蝶閥。該閥采用三偏心密封結構，即轉軸中心與閥板密封面和閥體中心線、密封面中心與流道中心線均設計為偏心，見圖2：

圖2 三偏心硬質密封蝶閥構造圖

三偏心硬質密封蝶閥主要性能參數(shù)見表2：

表2 三偏心硬質密封蝶閥主要性能參數(shù)

3.閥門應用

3.1 閥門的選用

多功能水泵控制閥和三偏心硬質密封蝶閥的選用都非常簡單，只要根據(jù)水泵機組附屬管路的工作壓力和口徑選用即可。

3.2 閥門的安裝

由于多功能水泵控制閥結構簡單，閥門口徑DN500以下的安裝長度與緩閉止回閥的安裝長度相同。在不增加或改變原有設計情況下，只要將原設計止回閥位置換成多功能水泵控制閥即可，并按照閥體上標明的上下、前后流體方向，安裝在水平管道上。由于采用了三偏心結構，蝶閥為雙向密封，即可在任意方向安裝，不受流向和安裝位置的限制，泵站管路系統(tǒng)閥門安裝如圖3所示：

圖3 泵站閥門安裝示意圖

3.3 運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計

錢一泵站使用改造后的各類控制閥，至今已運行四個月時間，由于蝶閥基本在檢修時使用，偶爾在水泵出口用作流量調(diào)節(jié)閥使用，開關次數(shù)很少。在此只統(tǒng)計多功能水泵控制閥的實際運行數(shù)據(jù)?？刂崎y使用時間和開、停次數(shù)累計如表3：

表3 控制閥累計使用時間和開、停次數(shù)

控制閥的自動開啟、關閉時間如表4：

表4 控制閥的自動開啟、關閉時間

控制閥運行時閥前和閥后的壓差如表5：

表5 控制閥運行時閥前和閥后的壓差

4.結論

SJDH745X型多功能水泵控制閥是一種集閘閥、止回閥、水錘消除器于一體的高效水力自控閥；利用蝶閥小巧的特點，代替閘閥作為檢修閥，既節(jié)省了安裝空間，又能在老泵站改造中合理的布置管道及設備。兩種閥門的應用徹底解決了泵站所存在的問題，效果顯著，為后期泵站實現(xiàn)自動化控制創(chuàng)造了有利條件，并節(jié)省資金。

[1]王偉. 泵站改造中水泵控制閥門的選擇與應用[J]. 中國礦山工程,2014,(06):66-69.

[2]馮德華. 多功能水泵控制閥在循環(huán)水泵站中的應用[J]. 節(jié)能,2013,(10):64-65.

[3]宋同廣. 多功能水泵控制閥在泵房改造中的應用[J]. 給水排水,2012,(S2):206-207.

[4]祝依忠. 多功能水泵控制閥在供水泵站的應用[J]. 機電信息,2010,(24):183-184.

[5]謝春波. 多功能水泵控制閥在水廠泵站中的應用[J]. 科技創(chuàng)新導報,2010,(02):63.

[6]葉同清,李劍. 多功能水泵控制閥在礦井排水中的應用[J].工業(yè)用水與廢水,2009,(04):80-81.