液压蓄能式蝶阀在水厂中的应用

太平洋水处理工程有限公司  张建兵

　　摘要：液压蓄能式蝶阀由蝶阀和具有弹簧复位功能的液压单动执行机构组成，此机构能在管路设计压力下自动精确开关阀门，它具备电动蝶阀和防止水锤、保护泵房及设备安全的功能。

　　关键词：蓄能式  蝶阀  精确开关阀门  防止水锤

　　一、概述：

　　现阶段，自来水厂送水泵房为达到一步化开启泵阀，其配置一般由泵机出口设电动蝶阀＋防水锤止回阀＋手动检修阀组成。现在液压蓄能式蝶阀可以具备将电动蝶阀和防水锤止回阀的功能及于一体。下面就温州新状元水厂送水泵房的液压蓄能式蝶阀配置作介绍。

　　温州新状元水厂的设计规模是30万吨/天，送水泵房内设5台VENUS1-500 650的离心泵，和3台VENUS1-700 800的离心泵。采用的是法国KSB公司的液压蓄能式蝶阀。

　　根据水厂设计要求，配置DN600的液压蓄能式蝶阀5台及1套一控五的液压控制装置；配置DN900的液压蓄能式蝶阀3台及1套一控三的液压控制装置。平面布置如下图：

　　①——VENUS1-500 650离心泵，出水管DN600

　　②——VENUS1-700 800离心泵，出水管DN900

　　③——一控五液控装置

　　④——一控三液控装置

　　其中：红线代表阀门进油管，蓝线代表回油管。

　　二、设备主要技术功能特点

    液控缓闭止回蝶阀系统组成部件：中线型橡胶衬里蝶阀、液压单动蓄能式执行器、液压缸、油罐、控制块、电动液压马达、手动液压泵、控制箱

　　阀体材质

　　A． 阀体                     球墨铸铁，内外镀环氧树脂80um

　　B． 阀座                      高性能乙丙橡胶（EPDM）

　　C． 阀板(中线型)       球墨铸铁

　　D． 阀轴                    13铬不锈钢1.4029

　　E． 轴衬                    碳钢镀PTFE

　　F． 阀板密封圈         乙丙橡胶（与阀座一体化）

　　H． 螺栓                    钢

　　液控缓闭止回蝶阀性能:

　　1）作为水泵正常启动或关闭时的切断截止阀。

　　当泵开动后，此阀由电动马达驱动液压缸而开启直至全开位置，与此同时，蓄能罐内的气压弹簧装置被开阀活塞压缩。阀门完成蓄能。按关阀按钮，液压回油路接通，蓄能装置逐渐释放能量推动活塞关阀，能自动按先关阀后停泵的方式停机（需自控配合）。

　　2）作为止回阀。

　　当失电或水泵电源跳闸时，采用分阶段按程序关闭阀门。将关闭分为二段，各阶段缓冲时间可以调节。第一阶段可以在15~30秒内调节， 第二阶段可以在15~45秒内调节。为了迅速减少回水流量，阀门在关闭的前75度左右快速闭合，而剩余行程则形成截流效应以降低动态水压至较低的水平。通过程序计算与调定，能消除启停泵的水锤，保护泵房及设备的安全。

　　3）采用保压或位置补偿系统保证运行过程中不会出现阀门关闭乏力或停在中间位置的现象。

　　4）在断电情况下，系统可以靠液压(手动液压泵)正常开启阀门。

    5）有现场控制箱显示开/关阀位，并可就地操作，也可实现远程监控遥控，能实现泵阀联动自动控制。

　　三、设备和管路的安装

　　1）  液控阀门的安装要求同普通蝶阀安装要求相同，安装简单方便。

　　2）  液控装置安装在距离阀门最近的位置，尽量减少沿途损失。

　　3）  因液控装置与阀门的距离较远，根据讨论和计算，管路的材料中间采用DN20壁厚4mm的无缝钢管，与设备相连的部位采用耐高压橡胶软管。为减少沿途损失，施工时应尽量增大弯头半径，采用现场弯管，弯管半径大于R20。

　　4）  为避免喘振和噪声及油缸出现爬行现象，可在管路施工中采用减震管夹，增加管夹数量（约二米装一个管夹），在系统试运行之前，须有效排除系统中的空气。

　　四、操作程序

　　开阀程序：
　　（1）启动液压动力控制箱中的油泵，点动相应的开阀按钮，电磁阀开启，将油压送入液动头，随着液动头中油压升高，当阀板到全开位置时，油泵自动停止运行。

     （2）同时电磁阀带电，系统中的止回阀保证油压使阀门处于当前位置。

     （3）如果阀板开启位置有变化，且变化角度超过5度时油泵自动重新开启，使阀门重回全开位置。

　　关阀程序：（1）点动相应的关阀按钮，系统中电磁阀失电，阀门在弹簧气压蓄能装置作用下自动关闭。可以另加限位装置，以实现快关和慢关分段调节，以最大限度消除水锤。

　　阀门控制：阀门开启：开阀频率（速度）电磁阀带电，最快开阀时间20秒。

　　阀门关闭：关阀频率（速度）电磁阀失电，最快关阀时间15秒

　　阀位指示：可以通过安装在执行机构上的限位开关来实现。现场阀位指示由安装在控制箱上的指示灯指示。远程阀位指示由通过显示终端的无源触点电压信号指示。

　　失电运行模式：

　　每套液压动力控制单元配一台手动油泵，可以同时驱动多台阀门，一旦电动油泵失效或故障，阀门可以在手动油泵作用下开启，手动泵包括在液压动力控制单元中。此时阀门也可以在液压回路压力足够的情况下保持在开启位置。

　　五、结束语

    由于液压蓄能式蝶阀具备了电动蝶阀和缓闭止回的功能，并且具备与PLC通讯的功能，可以实现自动化控制中的泵阀联动，又可以独立的在中控室进行计算机界面操作，安装简单，维护小，能耗少等特点，此设备将广泛应用于现代化的水厂中。