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1、多功能水泵控制阀,株洲南方阀门股份有限公司,一、水锤危害,管线-血管 泵站-心脏,如果心脏和血管出了问题，会怎么样？,水锤破坏导致爆管事故,水锤破坏导致阀门损坏，严重时造成泵房被淹,长沙五水厂水锤事故,1995年7月8日长沙市五水厂突然停电发生水锤致使取水泵房被淹，造成长沙城区30万居民在酷暑季节停水3天，有的地方缺水4-5天，给居民生活和部分企业的生产带来严重困难。,二、水锤产生原因,当压力管道中的流体因某些原因而产生流速的急剧变化时，由于流体的惯性作用而引起管道内流体压力急剧变化，并伴随着震动和冲击声，这种现象称为水锤现象或流体瞬变过程。,按水锤成因的外部条件，水锤可分为启泵水锤、关阀水锤
2、和停泵水锤三种。,停泵水锤停泵水锤是由于泵站工作人员失误操作、设备故障、电网事故跳闸以及自然灾害（大风、雷击、地震）等原因，致使水泵机组突然断电而造成开阀停车时，在泵站及管路系统中所发生的水锤现象。根据调查统计，在城市供水及工业企业的给水泵站中，大部分水锤事故都属于停泵水锤事故。,国内外大量的实践证明，停泵水锤的危害主要是因为水泵出口止回阀的突然关闭所引起的。,直接水锤,管道流速或流量的突然变化,H = (c/g) V,H 水锤升压-m c 水锤波速-m/s，对于金属管道C一般取值 1000m/s 。 V 流速改变量 (m/s) g 重力加速度 (9.81m/s2),长距离输水工程中易发生多处
3、水柱分离并造成断流弥合水锤,出现真空,水柱 分离,管路系统中的水柱分离现象和断流（弥合）水锤,图 1,间接水锤 水锤升压值与管道特性系数成正比 LV/gH0TS L-扬水压力管长 V-水流速度 Ts-阀门有效关闭时间,三、消除水锤的方法及理论,消除直接水锤的措施 采用多功能水泵控制阀，简单易行，又比较经济，应优先考虑。,国外的资料,在管路上某一点，水流由正向到逆向流动之间有一个零速点，若能使阀瓣正好在零速点关闭则水流的惯性冲击力最小，水击升压也将最小，这是止回阀最理想的关闭方式 。,间接水锤（长距离输水）的解决方案 1、延长有效的关闭时间，多功能水泵控制阀具有缓闭功能，120秒内可调； 2、设
4、置调压塔，缩短扬水压力管长度； 3、管路上合理设置空气阀（进排气阀）防止水柱分离再弥合水锤升压； 4、安装安全泄压阀（水击预防阀），实现超压时泄压。,安全泄压阀（水击预防阀）,空气阀,复合式高速进排气阀,动力式高速进排气阀,微量排气阀,四、多功能水泵控制阀的研发,采用先进的闭环设计系统 在确定设计方案后，我们采用先进的闭环设计系统：SolidWorks三维设计Ansys应力分析Fluent6.0流体动力学仿真分析水锤计算分析型式试验SolidWorks三维改进设计，确保产品获得最佳的Y型流道、最小的水阻损失、最可靠的水锤消除效果，且能持续改进。,三维模拟设计,二维图纸设计,阀体应力云图分析,校
5、核阀体强度，找出应力集中点进行优化设计，缩短研发时间，节约研发费用。,阀板位移云图,阀板应力云图,利用ANSYS有限元分析软件进行应力分析,应用在航空动力领域的先进数学分析软件（FLUENT 6.0）对产品的流场进行计算， FLUENT是目前世界上最流行的CFD软件之一，通过流场分析，改进流道型面，降低流阻，优化设计 。,采用先进的数值分析软件（FLUENT 6.0）进行产品的流场计算,两台机组并联运行，在突然失电的情况下，旋启式止回阀关闭时的压力包络线,两台泵并联运行，在突然失电的情况下，旋启式止回阀和多功能水泵控制阀关闭，水泵出口压力曲线对比,针对用户工况，利用水锤分析软件进行水力过渡过程
6、仿真计算,缓开缓闭试验 停泵水击试验 水头损失试验 验证计算机仿真分析与实际工况的吻合性，确保产品性能。,通过专业的阀门检测中心进行实际工况模拟：,独特的设计，十几年如一日的不断改进，造就了国内一流的多功能水泵控制阀-安全、可靠、节能、基本无须维修,历经六代改型设计，不断完善：,第一代：液控自动闸阀+微阻缓闭止回阀 第二代：采用单腔T型结构 第三代：采用活塞缸Y型结构+换向阀 第四代：采用膜片式+换向阀 第五代：取消换向阀，直接采用膜片式 第六代：通过Fluent6.0进行流道优化设计，优化内部结构针对DN600以上口径，研制生产多功能斜板阀,缩短阀长，降低水阻,五、应用、原理及特性,应用领域
7、,应用于市政、建筑、钢铁、冶金、石油、化工、煤气（天然气）、食品、医药、矿山、电站、核电、水利及灌溉等领域的取水、送水、加压、潜水、污水泵房及石油、化工流体的输送系统中 ，一阀起到了控制、止回、消锤的三重作用。,公称压力：PN1.0-10.0 MPa 公称通径：DN50-1400 最低动作压力：0.05MPa 适用介质：原水、污水、清水、油品等 介质温度： 080 缓闭时间：3秒120秒（可调节） 水锤峰值：1.3倍水泵出口额定压力 水泵最高反转速度：1.2倍水泵额定转速 膜片疲劳弯曲：200万次无破损 阀门壳体强度实验压力： 1.5倍PN 阀门密封实验压力： 1.1倍PN,多功能水泵控制阀技
8、术参数：,公称压力：PN1.0-10.0 MPa 公称通径：DN300-2000 最低动作压力：0.05MPa 适用介质：原水、污水、清水、油品等 介质温度： 080 缓闭时间：3秒120秒（可调节） 水锤峰值：1.3倍水泵出口额定压力 水泵最高反转速度：1.2倍水泵额定转速 膜片疲劳弯曲：200万次无破损 阀门壳体强度实验压力： 1.5倍PN 阀门密封实验压力： 1.1倍PN,多功能斜板阀技术参数：,水池,水源,长距离加压输水系统使用阀门示意图及选型,混凝,沉淀,过滤,清水池,江河、水库,水力浮球阀,N,N,电动偏心半球阀,多功能水泵控制阀,蝶阀 （软闸阀） 倒流防止器,取水,水处理,水塔,
9、泵站,泵站,排泥阀,供水管网,排气阀,市政自来水厂供水系统使用阀门示意图及选型,利用阀门前后介质压力变化驱动阀门启闭，无须外接动力，结构简单，故障率小。,阀前压力阀后压力，阀门开启,阀后压力阀前压力，阀门关闭,进水,安全可靠性高。具有速闭、缓闭、吸能腔三种消除水锤功能，而且动作完全连锁，不会产生误动作,停泵时大阀板实现零流速关闭（速闭）,缓闭阀板缓慢关闭,膜片上腔吸收一部分能量,主阀板与阀板座间采用金属硬密封与橡胶软密封的双重密封型式，确保密封可靠，使用寿命长（T型胶圈组合是公司专利技术，耐冲刷）,膜片采用尼龙、氯丁橡胶复合材质模压成型，强度高，寿命长，可耐200万次疲劳试验无破损,较国内外其
10、他厂家的水力控制阀水阻小,通过FLUENT6.0进行流场分析优化结构，使阀体更具流线型 利用进口端的压力进入膜片下腔支撑膜片压板及阀杆的重量，减少阻力损失 在经济流速2-2.5米/秒，水头损失0.7米,流线型阀体,宽阀体结构,下腔压力支撑阀杆 及膜片压板,六、专利及标准、规范,专利产品：,（1）多功能水泵控制阀 （2）阀门的密封装置 （3）污水用多功能水泵控制阀（发明专利） （4）自动排污多功能水泵控制阀（发明专利）,CJ/T 167-2002 多功能水泵控制阀,主编单位： 株洲南方阀门股份有限公司,CECS 132-2002 多功能水泵控制阀应用技术规程,主编单位： 株洲南方阀门股份有限公司
11、,专家对多功能水泵控制阀的评价,我公司的多功能水泵控制阀通过2012年5月28日水利部组织的以张传勇、王浩、茆智三位院士为组长的专家鉴定，鉴定委员会一致认为：该产品从工况适应性，技术含量、实际应用中的水锤消除效果、防泥沙自冲洗功能等全面考量，整体技术性能达到国际领先水平，同意通过鉴定。,1.有可能产生水锤危害的泵站，在各设计阶段均应进行事故停泵水锤计算。在可行性研究阶段，允许采用简易图解法计算；在初步设计阶段及施工图阶段宜采用特征线法或其它精度比较高的计算方法进行计算。 2 .当事故停泵瞬态特性参数不能满足下列要求时，应采取防护措施。 2.1 离心泵最高反转速度不应超过额定转速的1.2倍，超过
12、额定转速的持续时间不应超过2min。 2.2 立式机组在低于额定转速40%的持续运行时间不应超过2min。 2.3 最高压力不应超过水泵出口额定压力的1.31.5倍。 2.4 管道任何部位不应出现水柱断裂。,泵站设计规范要求,长距离输水规范要求,污水再生利用工程设计规范,第5.0.8条 多功能水泵控制阀具有水力自动控制、启泵缓开，停泵时先快闭后缓开的特点，并兼有水泵出口处水锤除器、闸（蝶）阀、止回阀三种产品的功能，是一种新型两阶段关闭的阀门。,建筑中水设计规范,5.4.3条 当采用水泵水箱联合供水方式和气压供水设备供水方式时，水泵的出水管上应安装多功能水泵控制阀，防止水锤发生。,七、典型案例,
13、蓝山蓄能电站高塘坪抽水站，原使用的是一种液控蝶阀，因消除不了水锤，一台水泵运行突然停机都发生水锤爆管，在2007年7月安装了我公司的多功能水泵控制阀，同时开三台机，直接停泵也非常平稳，不发生水锤事故，工作压力8.5公斤，停泵压力控制在9.5公斤。,蓝山蓄能电站高塘坪水站,深圳福永水厂运行期间，水泵停机时经常发生水锤撞击的声音，2007年使用我公司的多功能水泵控制阀取代重庆生产的双速阀，目前泵站运行情况良好。,深圳福永水厂,2002年，五粮液集团铜锣湾水站使用我公司的多功能水泵控制阀取代蓄能罐液控蝶阀消除水锤，配套安装了一台安全泄压阀实现恒压供水。,五粮液集团铜锣湾水站,2000年，新余三水厂（
14、世行贷款项目）调试过程中水锤问题非常严重，多次爆管，后来使用我公司多功能水泵控制阀取代进口缓闭止回阀并解决水锤问题,江西新余第三水厂,多功能阀应用论文,中国给水排水2003年第19期-原使用国外进口缓闭止回阀产生的水锤较大，使用多功能水泵控制阀后，有效地消除了水锤并保证供水正常。,1999年，多次发生停机水锤事故，把微阻缓闭止回阀阀体打裂造成泵房被淹，后来使用我公司的多功能水泵控制阀取代微阻缓闭止回阀并解决水锤问题,广西昭平水司,给水排水98年第5期,杨晓东在论文中讲到微阻缓闭止回阀是一种节能效果较好的产品，但其水锤防护效果不理想，容易引起水锤事故,杨晓东的论文观点,替代跟随产品,怀化市二水厂
15、,2006年8月份怀化二水厂因水锤事故导致城区大范围停水,八、工况相片,镇海炼化,鹤壁煤化工项目,岳阳城东加压站,昆山水司,兰州市皋兰县西岔电灌工程管理局泵站,北京水利局东水西调泵站,牡丹江自来水公司,神华宁夏煤基烯烃项目,新山子石化项目,衡阳钢管厂项目,化工,南宁凤凰纸业,梅山矿,污水,广东医学院东莞校区,张家港污水处理,建筑,工矿,1、多功能水泵控制阀,甘肃景泰川提灌管理局 兰州市皋兰县西岔电灌工程管理局一泵站 北京水利局东水西调泵站 内蒙乌海海神热电厂 大唐太原第二热电厂 云南大朝山水电有限责任公司 重庆发电厂 湖南特变电工衡阳变压器有限公司 韶关电厂 天铁集团水电厂供水车间新四泵站 济南水电段禹城领工区深井泵房,部分应用业绩,
