除鹽水加藥計量泵后加裝排氣閥的變更

王曉晶

摘 要：三門核電一期工程酸堿間和加藥間計量泵在維修后重啟時，發現泵出口壓力、流量不足，該文將對其原因進行分析，并給出解決方案。

關鍵詞：計量泵 工作原理 典型布置 排氣閥

中圖分類號：TH3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（b）-0232-02

1 背景

除鹽水處理系統酸堿間和加藥間內計量泵后，沒有排氣閥。當維修工作結束后，重新啟動計量泵時，發現計量泵出口無法達到的正常出力，通過拆卸法蘭螺栓對泵及管道進行排氣后，計量泵正常工作。運行人員建議在計量泵出口設置排氣閥，便于后續的運行檢修。

2 原因分析

根據現場的實際情況：計量泵出口壓力達不到正常工作壓力，通過觀察窗查看計量泵出口管道無法充滿液體。初步判斷泵內存在氣體無法排出，需要在泵出口設置排氣閥。進一步查閱了計量泵的相關資料，介紹如下：

泵的類型為GM系列機械隔膜計量泵，往復式化合物投加泵，輸送流量達500 L/hr，壓力達12 bar。這種泵的特點是機械驅動隔膜泵，取消了物料側的隔膜護盤。沖程調節機構基于可變偏心機構的工作原理，替代了傳統的有效沖程調節的設計形式。這種設計顯著地減小了壓力和流量的脈動程度。在10%～100%的流量范圍內，穩態精度為額定流量的±2%。

泵基本結構如圖1。

2.1 泵的工作原理

驅動端：GM泵由兩大部分組成：驅動端和液力端。輸出流量取決于驅動端的沖程速度、液力端零件尺寸和沖程長度。無論泵在運行或停止狀態，均可通過調節沖程調節手柄改變沖程長度，驅動端根據可變偏心機構原理工作。電機驅動與偏心機構（3）相連的渦輪（2），蝸桿（1），偏心機構將渦輪的旋轉運動轉換成連桿（4）的直線往復運動。當沖程為0%時，連桿軸（B）與渦輪軸（A）對齊，所以連桿沒有直線往復運動。當沖程為100%，連桿軸（B）和渦輪軸（A）之間會產生偏心距，導致連桿產生直線運動。

機械驅動隔膜液力端：隔膜組件和連桿采用機械方式連接，與連桿同時進行直線往復運動。在吸入沖程時，隔膜開始向后運動，泵頭內壓力降低，當泵頭內壓力低于吸液管路壓力時，吸入口單向閥球被向上“推開”，進口管路中的介質進入泵頭腔室內。當吸入沖程結束，隔膜運動瞬間停止，泵頭內的壓力與進口管路中的壓力相同，吸入口單向閥閥球復位。

注意：在吸液沖程中，泵頭內的壓力必須高于物料蒸汽壓。如果液體壓力低于其氣化壓力，就會產生氣蝕現象，影響泵的性能。

在排出沖程時，隔膜開始向前運動，泵頭內壓力立刻升高。當泵頭壓力高于出口管路壓力時，排出口單向閥閥球被向上“推開”，泵頭內的介質進入出液管路。當排出沖程結束時，隔膜再一次瞬間停止，泵頭內的壓力與出口管路內的壓力相同，出口單向閥閥球復位。然后再開始下一個循環。

在啟泵前，流量調節旋鈕調到零刻度。在流量調節旋鈕從零刻增加以前，檢查吸入管路和排出管路，確保所有截止閥都打開。

該泵的結構及工作原理決定了，不能實現滿液體啟泵，即不能通過啟泵前系統灌滿液體來排氣。

2.2 泵的安裝

當前該種泵的典型安裝圖如圖3。

由圖3可以看出，為了幫助計量泵啟動，應在計量泵出口處安裝排氣閥。因為如果泵長時間不運行（例如：維修期間），液體溫度變化可在系統內產生氣體，為了排出空氣，應該在出口管路上安裝一個閥門，以便在泵啟動時通過工藝物料排出氣體。通過咨詢廠家，發現新型的計量泵出口都自帶排氣閥，不需要在管道上再設置排氣閥。而現場的泵已無法修改，所以有必要在泵出口管道上設置排氣閥。

由上可見，無論從計量泵結構、工作原理，還是布置上來講，都需要在泵出口設置排氣閥。經過對其它電廠的調研發現，有些電廠（如：玉環電廠和秦山一期核電廠）在設計的時候酸堿和加藥系統沒有安裝排氣閥，但是在投產后通過技改已安裝排氣閥。

3 解決方案

需要在泵的出口加裝排氣閥，根據現場實際情況，需要變更的共計14臺泵：

原水次氯酸鈉計量泵A/B

超濾清洗次氯酸鈉計量泵A/B

超濾反洗和化學清洗酸計量泵A/B

超濾反洗和化學清洗堿計量泵A/B

混凝劑計量泵A/B

還原劑計量泵A/B

阻垢劑計量泵A/B

根據現場實際布置及相應管道材質，具體變更方案如下：

（1）原水次氯酸鈉加藥泵、超濾反洗次氯酸鈉加藥泵、酸計量泵、堿計量泵、絮凝劑計量泵出口排氣閥安裝可采用除鹽水車間卸酸堿泵出口排氣閥的排氣形式，在泵出口法蘭之間加裝UPVC排氣非標墊塊和排氣閥，具體如圖4所示。

說明：

原水次氯酸鈉加藥泵、絮凝劑計量泵通過縮短計量泵出口軟管長度來抵消增加排氣墊塊高度，其它管路不需調整。

超濾反洗次氯酸鈉加藥泵、酸計量泵、堿計量泵通過縮短計量泵出口UPVC管和不銹鋼管長度來抵消增加排氣墊塊高度，其他管路不需調整。

（2）還原劑、阻垢劑計量泵出口管道為不銹鋼管，可直接焊接不銹鋼三通，然后連接排氣閥，還原劑、阻垢劑、混凝劑計量泵出口排氣管可以引至排水溝。具體如圖5所示。

說明：

還原劑、阻垢劑計量泵通過縮短計量泵出口軟管長度來抵消增加排氣墊塊高度，其它管路不需調整。

變更實施完成驗收后，重新啟動計量泵，確認已重新連接泵與管路系統，確認流量設定在0%，打開進、出口管路中的截止閥（包括排氣閥），重新啟動泵，設定流量至100%，以便泵頭快速排氣，排氣后，設定流量至要求值，并鎖緊沖程鎖緊螺釘。

參考文獻

[1] 孫所清，張新凱，李佩.EDI水處理技術在上都電廠4×600MW機組中的應用[J].熱力發電，2010，39（2）：101-103.

[2] 金少寶.全膜法工藝制備鍋爐補給水存在的問題及解決[J].冶金動力，2010，140（4）：57-58.endprint

摘 要：三門核電一期工程酸堿間和加藥間計量泵在維修后重啟時，發現泵出口壓力、流量不足，該文將對其原因進行分析，并給出解決方案。

關鍵詞：計量泵 工作原理 典型布置 排氣閥

中圖分類號：TH3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（b）-0232-02

1 背景

除鹽水處理系統酸堿間和加藥間內計量泵后，沒有排氣閥。當維修工作結束后，重新啟動計量泵時，發現計量泵出口無法達到的正常出力，通過拆卸法蘭螺栓對泵及管道進行排氣后，計量泵正常工作。運行人員建議在計量泵出口設置排氣閥，便于后續的運行檢修。

2 原因分析

根據現場的實際情況：計量泵出口壓力達不到正常工作壓力，通過觀察窗查看計量泵出口管道無法充滿液體。初步判斷泵內存在氣體無法排出，需要在泵出口設置排氣閥。進一步查閱了計量泵的相關資料，介紹如下：

泵的類型為GM系列機械隔膜計量泵，往復式化合物投加泵，輸送流量達500 L/hr，壓力達12 bar。這種泵的特點是機械驅動隔膜泵，取消了物料側的隔膜護盤。沖程調節機構基于可變偏心機構的工作原理，替代了傳統的有效沖程調節的設計形式。這種設計顯著地減小了壓力和流量的脈動程度。在10%～100%的流量范圍內，穩態精度為額定流量的±2%。

泵基本結構如圖1。

2.1 泵的工作原理

驅動端：GM泵由兩大部分組成：驅動端和液力端。輸出流量取決于驅動端的沖程速度、液力端零件尺寸和沖程長度。無論泵在運行或停止狀態，均可通過調節沖程調節手柄改變沖程長度，驅動端根據可變偏心機構原理工作。電機驅動與偏心機構（3）相連的渦輪（2），蝸桿（1），偏心機構將渦輪的旋轉運動轉換成連桿（4）的直線往復運動。當沖程為0%時，連桿軸（B）與渦輪軸（A）對齊，所以連桿沒有直線往復運動。當沖程為100%，連桿軸（B）和渦輪軸（A）之間會產生偏心距，導致連桿產生直線運動。

機械驅動隔膜液力端：隔膜組件和連桿采用機械方式連接，與連桿同時進行直線往復運動。在吸入沖程時，隔膜開始向后運動，泵頭內壓力降低，當泵頭內壓力低于吸液管路壓力時，吸入口單向閥球被向上“推開”，進口管路中的介質進入泵頭腔室內。當吸入沖程結束，隔膜運動瞬間停止，泵頭內的壓力與進口管路中的壓力相同，吸入口單向閥閥球復位。

注意：在吸液沖程中，泵頭內的壓力必須高于物料蒸汽壓。如果液體壓力低于其氣化壓力，就會產生氣蝕現象，影響泵的性能。

在排出沖程時，隔膜開始向前運動，泵頭內壓力立刻升高。當泵頭壓力高于出口管路壓力時，排出口單向閥閥球被向上“推開”，泵頭內的介質進入出液管路。當排出沖程結束時，隔膜再一次瞬間停止，泵頭內的壓力與出口管路內的壓力相同，出口單向閥閥球復位。然后再開始下一個循環。

在啟泵前，流量調節旋鈕調到零刻度。在流量調節旋鈕從零刻增加以前，檢查吸入管路和排出管路，確保所有截止閥都打開。

該泵的結構及工作原理決定了，不能實現滿液體啟泵，即不能通過啟泵前系統灌滿液體來排氣。

2.2 泵的安裝

當前該種泵的典型安裝圖如圖3。

由圖3可以看出，為了幫助計量泵啟動，應在計量泵出口處安裝排氣閥。因為如果泵長時間不運行（例如：維修期間），液體溫度變化可在系統內產生氣體，為了排出空氣，應該在出口管路上安裝一個閥門，以便在泵啟動時通過工藝物料排出氣體。通過咨詢廠家，發現新型的計量泵出口都自帶排氣閥，不需要在管道上再設置排氣閥。而現場的泵已無法修改，所以有必要在泵出口管道上設置排氣閥。

由上可見，無論從計量泵結構、工作原理，還是布置上來講，都需要在泵出口設置排氣閥。經過對其它電廠的調研發現，有些電廠（如：玉環電廠和秦山一期核電廠）在設計的時候酸堿和加藥系統沒有安裝排氣閥，但是在投產后通過技改已安裝排氣閥。

3 解決方案

需要在泵的出口加裝排氣閥，根據現場實際情況，需要變更的共計14臺泵：

原水次氯酸鈉計量泵A/B

超濾清洗次氯酸鈉計量泵A/B

超濾反洗和化學清洗酸計量泵A/B

超濾反洗和化學清洗堿計量泵A/B

混凝劑計量泵A/B

還原劑計量泵A/B

阻垢劑計量泵A/B

根據現場實際布置及相應管道材質，具體變更方案如下：

（1）原水次氯酸鈉加藥泵、超濾反洗次氯酸鈉加藥泵、酸計量泵、堿計量泵、絮凝劑計量泵出口排氣閥安裝可采用除鹽水車間卸酸堿泵出口排氣閥的排氣形式，在泵出口法蘭之間加裝UPVC排氣非標墊塊和排氣閥，具體如圖4所示。

說明：

原水次氯酸鈉加藥泵、絮凝劑計量泵通過縮短計量泵出口軟管長度來抵消增加排氣墊塊高度，其它管路不需調整。

超濾反洗次氯酸鈉加藥泵、酸計量泵、堿計量泵通過縮短計量泵出口UPVC管和不銹鋼管長度來抵消增加排氣墊塊高度，其他管路不需調整。

（2）還原劑、阻垢劑計量泵出口管道為不銹鋼管，可直接焊接不銹鋼三通，然后連接排氣閥，還原劑、阻垢劑、混凝劑計量泵出口排氣管可以引至排水溝。具體如圖5所示。

說明：

還原劑、阻垢劑計量泵通過縮短計量泵出口軟管長度來抵消增加排氣墊塊高度，其它管路不需調整。

變更實施完成驗收后，重新啟動計量泵，確認已重新連接泵與管路系統，確認流量設定在0%，打開進、出口管路中的截止閥（包括排氣閥），重新啟動泵，設定流量至100%，以便泵頭快速排氣，排氣后，設定流量至要求值，并鎖緊沖程鎖緊螺釘。

參考文獻

[1] 孫所清，張新凱，李佩.EDI水處理技術在上都電廠4×600MW機組中的應用[J].熱力發電，2010，39（2）：101-103.

[2] 金少寶.全膜法工藝制備鍋爐補給水存在的問題及解決[J].冶金動力，2010，140（4）：57-58.endprint

摘 要：三門核電一期工程酸堿間和加藥間計量泵在維修后重啟時，發現泵出口壓力、流量不足，該文將對其原因進行分析，并給出解決方案。

關鍵詞：計量泵 工作原理 典型布置 排氣閥

中圖分類號：TH3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（b）-0232-02

1 背景

除鹽水處理系統酸堿間和加藥間內計量泵后，沒有排氣閥。當維修工作結束后，重新啟動計量泵時，發現計量泵出口無法達到的正常出力，通過拆卸法蘭螺栓對泵及管道進行排氣后，計量泵正常工作。運行人員建議在計量泵出口設置排氣閥，便于后續的運行檢修。

2 原因分析

根據現場的實際情況：計量泵出口壓力達不到正常工作壓力，通過觀察窗查看計量泵出口管道無法充滿液體。初步判斷泵內存在氣體無法排出，需要在泵出口設置排氣閥。進一步查閱了計量泵的相關資料，介紹如下：

泵的類型為GM系列機械隔膜計量泵，往復式化合物投加泵，輸送流量達500 L/hr，壓力達12 bar。這種泵的特點是機械驅動隔膜泵，取消了物料側的隔膜護盤。沖程調節機構基于可變偏心機構的工作原理，替代了傳統的有效沖程調節的設計形式。這種設計顯著地減小了壓力和流量的脈動程度。在10%～100%的流量范圍內，穩態精度為額定流量的±2%。

泵基本結構如圖1。

2.1 泵的工作原理

驅動端：GM泵由兩大部分組成：驅動端和液力端。輸出流量取決于驅動端的沖程速度、液力端零件尺寸和沖程長度。無論泵在運行或停止狀態，均可通過調節沖程調節手柄改變沖程長度，驅動端根據可變偏心機構原理工作。電機驅動與偏心機構（3）相連的渦輪（2），蝸桿（1），偏心機構將渦輪的旋轉運動轉換成連桿（4）的直線往復運動。當沖程為0%時，連桿軸（B）與渦輪軸（A）對齊，所以連桿沒有直線往復運動。當沖程為100%，連桿軸（B）和渦輪軸（A）之間會產生偏心距，導致連桿產生直線運動。

機械驅動隔膜液力端：隔膜組件和連桿采用機械方式連接，與連桿同時進行直線往復運動。在吸入沖程時，隔膜開始向后運動，泵頭內壓力降低，當泵頭內壓力低于吸液管路壓力時，吸入口單向閥球被向上“推開”，進口管路中的介質進入泵頭腔室內。當吸入沖程結束，隔膜運動瞬間停止，泵頭內的壓力與進口管路中的壓力相同，吸入口單向閥閥球復位。

注意：在吸液沖程中，泵頭內的壓力必須高于物料蒸汽壓。如果液體壓力低于其氣化壓力，就會產生氣蝕現象，影響泵的性能。

在排出沖程時，隔膜開始向前運動，泵頭內壓力立刻升高。當泵頭壓力高于出口管路壓力時，排出口單向閥閥球被向上“推開”，泵頭內的介質進入出液管路。當排出沖程結束時，隔膜再一次瞬間停止，泵頭內的壓力與出口管路內的壓力相同，出口單向閥閥球復位。然后再開始下一個循環。

在啟泵前，流量調節旋鈕調到零刻度。在流量調節旋鈕從零刻增加以前，檢查吸入管路和排出管路，確保所有截止閥都打開。

該泵的結構及工作原理決定了，不能實現滿液體啟泵，即不能通過啟泵前系統灌滿液體來排氣。

2.2 泵的安裝

當前該種泵的典型安裝圖如圖3。

由圖3可以看出，為了幫助計量泵啟動，應在計量泵出口處安裝排氣閥。因為如果泵長時間不運行（例如：維修期間），液體溫度變化可在系統內產生氣體，為了排出空氣，應該在出口管路上安裝一個閥門，以便在泵啟動時通過工藝物料排出氣體。通過咨詢廠家，發現新型的計量泵出口都自帶排氣閥，不需要在管道上再設置排氣閥。而現場的泵已無法修改，所以有必要在泵出口管道上設置排氣閥。

由上可見，無論從計量泵結構、工作原理，還是布置上來講，都需要在泵出口設置排氣閥。經過對其它電廠的調研發現，有些電廠（如：玉環電廠和秦山一期核電廠）在設計的時候酸堿和加藥系統沒有安裝排氣閥，但是在投產后通過技改已安裝排氣閥。

3 解決方案

需要在泵的出口加裝排氣閥，根據現場實際情況，需要變更的共計14臺泵：

原水次氯酸鈉計量泵A/B

超濾清洗次氯酸鈉計量泵A/B

超濾反洗和化學清洗酸計量泵A/B

超濾反洗和化學清洗堿計量泵A/B

混凝劑計量泵A/B

還原劑計量泵A/B

阻垢劑計量泵A/B

根據現場實際布置及相應管道材質，具體變更方案如下：

（1）原水次氯酸鈉加藥泵、超濾反洗次氯酸鈉加藥泵、酸計量泵、堿計量泵、絮凝劑計量泵出口排氣閥安裝可采用除鹽水車間卸酸堿泵出口排氣閥的排氣形式，在泵出口法蘭之間加裝UPVC排氣非標墊塊和排氣閥，具體如圖4所示。

說明：

原水次氯酸鈉加藥泵、絮凝劑計量泵通過縮短計量泵出口軟管長度來抵消增加排氣墊塊高度，其它管路不需調整。

超濾反洗次氯酸鈉加藥泵、酸計量泵、堿計量泵通過縮短計量泵出口UPVC管和不銹鋼管長度來抵消增加排氣墊塊高度，其他管路不需調整。

（2）還原劑、阻垢劑計量泵出口管道為不銹鋼管，可直接焊接不銹鋼三通，然后連接排氣閥，還原劑、阻垢劑、混凝劑計量泵出口排氣管可以引至排水溝。具體如圖5所示。

說明：

還原劑、阻垢劑計量泵通過縮短計量泵出口軟管長度來抵消增加排氣墊塊高度，其它管路不需調整。

變更實施完成驗收后，重新啟動計量泵，確認已重新連接泵與管路系統，確認流量設定在0%，打開進、出口管路中的截止閥（包括排氣閥），重新啟動泵，設定流量至100%，以便泵頭快速排氣，排氣后，設定流量至要求值，并鎖緊沖程鎖緊螺釘。

參考文獻

[1] 孫所清，張新凱，李佩.EDI水處理技術在上都電廠4×600MW機組中的應用[J].熱力發電，2010，39（2）：101-103.

[2] 金少寶.全膜法工藝制備鍋爐補給水存在的問題及解決[J].冶金動力，2010，140（4）：57-58.endprint