供水泵房的停泵水錘防護及自動化改造

宋同廣

（蓬萊市戰山水庫管理所，山東 蓬萊 265600）

隨著人們安全意識的增強，供水安全的重要性日漸凸顯，自動化要求也越來越高。蓬萊市為丘陵地貌，供水受水源地影響，水廠多且分散較偏遠。因此，對送水泵房自動化程度的要求較高，且要確保供水安全更是尤為重要。

1 基本情況

蓬萊市供水公司共有6處水廠，其中3處地下水廠，3處地表水廠，日供水能力8萬t。平山地表水廠日處理能力0.6萬t，2000年投入使用。泊宋地下水廠2001年興建，日供水0.5萬t。潮水園區地下水廠2005年興建。戰山二水廠為地表水廠，2008年投入生產。戰山一水廠為地表水廠，興建于1994年，日處理能力1.2萬t，二級泵3臺為8SH—9離心泵，功率為75 kW，流量300 m3/h，揚程為62.5 m。淳于加壓泵站建于1986年，日供水1.2萬t，3臺8SH—9離心泵，流量280 m3/h，電機功率55 kW，揚程62 m。原來老水廠使用微阻緩閉閥和雙速閥，在使用過程中存在許多問題：1）事故停電逆止閥關閉時水錘聲音大，且不嚴，造成水泵反轉；2）開停泵均需人工操作閘閥，工人勞動強度大，存在事故隱患，供水安全得不到保障，甚至直接影響供水。

2 改造方案的確定

在改造方案論證過程中，采取什么方案能夠實現自動化控制，同時又能可靠消除事故停泵水錘，成為考慮的重點。 經反復論證，兩階段關閉逆止閥的選型顯得尤為關鍵。本文就采用新方案JD745型多功能水泵控制閥和老方案HH44x-10微阻緩閉逆止閥+電動閥兩種方案的效果進行了以下比較。

2.1 水錘消除

經計算機模擬，當關閥時間和快慢組合與最佳模擬條件不同時，泵前最大壓力值都將有所增加。因此，一個裝有兩階段關閉閥門的輸水系統，其閥門的操作過程應經過計算確定，需要具有快、慢關閉時間及可調性，并應在試運行中調整。

1）水泵控制閥消除水錘過程。速閉閥板是懸浮于流道中央，停泵瞬間閥板開度與水泵出口壓力變化同步，在流量接近于零流量時完成速閉，實現最佳的速閉過程，最大限度地降低水錘峰值。緩閉過程同步機械連鎖，以膜片腔帶動緩閉閥板動作，在3～120 s內任意調節，給出了根據現場工況實時調整的余地。

2）緩閉逆止閥+電動閥消除水錘過程。正常停泵操作為先關電動閥后停泵，達到消除水錘目的。事故停泵時依靠緩閉止回閥消除水錘。該閥門外置帶有平衡錘用于平衡閥板重量，起一定節能效果。但配重平衡的同時導致速閉完成時間要相對滯后，回水流速較快，停泵時水錘峰值相對增大。速閉同緩閉也是壓力感應連鎖，活塞缸阻尼緩閉器在原水或者長時間使用后常產生卡阻，可能導致關閉不嚴水泵反轉。

2.2 自動化控制

1）水泵控制閥啟閉過程。水泵控制閥同水泵連鎖，啟泵后15～30 s緩慢開啟，以介質本身壓力實現輕載啟動，停泵直接兩階段關閉，以水力本身壓差實現自動化控制。

2）微阻緩閉止回閥+電動閥啟閉過程。啟泵后按操作規程開啟電動閥門，停泵時先關電動閥門后停泵。以電器配合實現自動化控制。

綜合分析考慮，以老方案微阻緩閉止回閥+電動閥實現自動化控制，電動閥電機產品及控制箱、行程開關出現故障的可能性相對高。在事故停泵電動閥無法動作時，微阻緩閉止回閥表現不理想，可靠性一般。新方案的水泵控制閥一閥替代三閥，與水泵聯動以水力來實現自動化控制，故障率降低，效果較好。

3 使用情況

戰山地表一水廠3臺機組為8SH—9離心泵，出水流量為300 m3/h,工作壓力0.59 MP，出水管徑為DN200。淳于加壓泵站3臺機組為8SH—9離心泵，出水流量為280 m3/h，工作壓力為0.43 MP，出水管徑為DN200。選用了株洲南方閥門股份有限公司生產的JD745X-10DN200PN1.0型多功能水泵控制閥，其他水井泵站根據不同出水量和工作壓力選用DN100DN125DN150不同的多功能閥。自使用以來解決了老水廠中存在的問題，進一步提高了安全供水可靠性，降低了工人的勞動強度，提高了工作效率，自動化程度進一步提高。

4 多功能水泵控制閥使用特點評價

1）安全可靠性高，具有速閉、緩閉、消除水錘、動作聯鎖、不會產生誤動作等特點。平山水廠運行10年，戰山二水廠運行4年都沒有出現任何故障，改造后老水廠運行良好。

2）無需操作控制，當水泵啟停時，巧妙利用閥門兩端壓力差作為啟動控制力，使閥門自動按水泵操作規程的要求動作，大大降低工人勞動強度，操作方便快捷。

3）水泵啟動約30 s左右閥門開啟到最大，壓力穩定在工作壓力，閥前后壓力差在0.01～0.02 MPa，閥門水頭損失極小，節能效果好。

4） 水泵停機 1～2 s后開始關閉，15～20 s左右完全關閉。停泵過程中，機組無震動、位移及噪音，水錘消除效果好。

5 結語

實踐證明，應用JD745x-10型多功能水泵控制閥，具有融電動閘閥、止回閥、水錘消除器三合一的功能，且由水力控制，結構簡單，無需經常調整，維護管理方便，安全可靠性高，徹底解決了老水廠存在的安全隱患問題。所以，作為老水廠更新改造中的替代產品，這種多功能控制閥在城鎮供水行業水廠泵房建設中也將成為一種使用的趨勢，應用前景非常廣泛。