供热系统中止回阀的防水锤作用

  门, 它利 用流 体 的动 能而 开启 。 在供 热系 统 中, 止回 阀 常 安 装 在 泵 的 出 口 以 及其 他 不 允 许 流 体 反 向 流 动 的 地

  在 大 型 化的 集 中 供 热系 统 中 , 水 锤 事 故 一 旦 发生 , 破 坏 力 强, 后 果 严重 , 因 此必 须 采 取 积极 的 预 防 措施 , 尽 量减 少和 防止 水锤 现象 的发 生。 止 回阀 是 供热 系统 管 路中 一个 十 分重 要的 部 件, 止 回 阀的 安装 位 置、 结构 参数 和 关闭 曲线 对 供热 系统 的 安 全 性和 可 靠性 有很 大 影响 。如 果止 回 阀使 用得 当, 能够 起 到水 锤 防护 的作 用; 但是 如 果使 用 不当 , 不 仅不 能对 供 热设 备起 到保 护 作用 , 而 且 会在 供热 系统 管 线中 引起 很 大的 波动 。因 此 对止 回阀 在 供热 系统 中 的防 水锤 作 用 进 行研 究具 有很 重要 的实 际意 义和 学术 意义 。 从 流体 瞬 变运 动的 角 度看 , 对 于止 回 阀的 要求 只 在 动 力中 断时 能 够开 启或 关 闭, 而且 应根 据 供热 管路 中的 流 动状 况对 启 闭速 度有 一 定的 要求 。不 适 当的 启闭 速 度 将 引起 系统 管路 中 的压 力 突然 升高 或下 降 , 当 压力 的上 升值足够大时就会引起管子的破裂。为了能够更好的保证系统 安 全 , 必 须合 理 选择 止回 阀 的结 构形 式 和关 闭曲 线 , 使 其 起 到防 水锤 的 作用 。本 文研 究 了止 回阀 在 供热 系统 中 的 防 水锤 作 用, 建立 了止 回 阀启 闭时 的 边界 条件 , 分 析了 普 通止 回阀 的 缺陷 和防 水 锤止 回阀 的 特性 , 研 究了 优化 关 闭特 性消 除水 锤 和防 止 水泵 倒转 的机 理 , 得 出有 实际 意 义的 结论 , 对 于 在供 热系 统 中正 确选 择 和使 用止 回 阀 具 有指 导意 义。

  止回阀及其应用止回阀是用来防止管道或设备中介质倒流的一种阀12水泵出口处压力一时间曲线工程技术这就是止回阀启闭时的边界条件式中的无量纲开度又称阀门关闭曲线止回阀启闭时的边界条件方程与供热系统中的其他边界条件方程一维不定常流动的运动方程和连续方程就可以求出当止回阀无量纲开度变化时供热系的止回阀关闭过程以便确定合理的止回阀结构参数普通止回阀和防水锤止回阀选择正真适合的止回阀型式对供热系统的水锤防护有很大的影响特别是安装在泵出口处的止回阀尤其要留意选择合适的型式

  从图 中看 出增 加带 止回 阀的 旁通设 计显 然 对防 止水 锤压 力是 有效 的, 管路中 压力 振荡 很快 衰减 达 到新 这 就是 止回 阀 启闭 时 的边 界条 件, 式中 的 无量 纲开 度 又 称 阀门 关 闭 曲 线 。对 定 常 流 , τ=1 止 回 阀 关闭 时 流 量为 零, τ= 0 。 止 回阀 启闭 时的 边 界条 件方 程 与供 热系 统 中的 其他 边 界条 件方 程、 一 维不 定常 流动 的 运动 方程 和 连续 方程 联 解, 就可 以求 出 当止 回阀 无 量纲 开度 变 化时 , 供 热系 统 各计 算截 面压 力 的变 化情 况 。计 算的 目的 是 要寻 求最 佳 的止 回阀 关闭 过 程, 以便 确定 合 理的 止回 阀 结构 参数 ( 如阀 瓣直 径、 配重 等 。 )

  方。选 择 合适 的止 回 阀型 式对 进 行水 锤防 护 有很 大的 影 响, 例 如 泵站 中大 量 的水 锤事 故 是与 泵出 口 装设 的止 回 阀有 关。 事故 停 泵后 水流 通 过泵 开始 倒 流, 在倒 泄水 流 的作 用下 , 止 回 阀迅 速关 闭 , 由 于故 障或 支 座摩 阻及 其 惯性 的影 响 , 止 回阀 有可 能 滞后 于开 始 倒流 的时 间 , 即 在倒 流量 增至 一 定值 , 甚 至在 最 大倒 流量 的 瞬间 迅速 关 闭, 则能 在止 回 阀处 产生 非 常大 的压 力 。止 回阀 阀瓣 在 流速 为零 时关 闭 完毕 是关 闭 的最 佳状 态 , 要 在流 速为 零 时完 成阀 瓣 关闭 是不 太 可能 的。 一般 认 为, 只要 在零 流 量附 近关 闭完 毕就 是正 常的 。 在热 水供 热系 统 中, 为了 减少 事 故停 泵水 锤 , 可 以 在循 环水 泵的 压水 管 和吸 水管 之 间设 置一 带 止回 阀的 泄 压旁 通管 。在 循 环水 泵运 行 时, 由于 水泵 出 水侧 水压 高 于吸 水侧 的 水压 , 止 回阀 呈 关闭 状态 。当 突 然停 泵的 瞬 间, 泵出 水侧 压 力急 剧降 低 , 而 吸水 侧压 力 则大 幅度 增 高, 在此 压差 作 用下 , 循 环水 泵 吸水 侧管 路 中的 水即 推 开止 回阀 至泵 出 水侧 的管 网 系统 , 从 而降 低 了吸 水侧 管 网中 压 力 增 高的 幅 度 , 进 而 减 少 和防 止 了 水 锤的 危 害 。 装置 在泄 压旁 通 管上 的止 回 阀应 选用 阻 力较 小、 开启 灵 活的 产 品 。泄 压 旁 通 管的 管 径 越 大对 减 小 水锤 越 有 力 , 可以 根据 规 定的 压力 界 限, 通 过 瞬变 计 算, 确定 经济 的 管径 。 图1 给出了 某供热 系统循 环水泵 的压 水管和 吸水 管之 间没 有旁 通 管、 循环 水泵 断 电时 , 水 泵出 口 压力 随时 间 变化 的计 算 曲线 ( a) ) , 和该 系统 增 设带 止 回阀 的 泄压 旁通 管后 水泵 出口 压力 变化 的计 算曲 线( b) ) 。

  刘 珏 倪海桥 魏郝鄂 311202 ) ( 开元国际酒店 管理公司, 浙江杭州

  水 锤 现象 在热 水 供热 系 统中 , 是客 观 存在 的 。为 了 保证 系 统的 安 全, 必 须采 取 积极 的 预 防措 施 ,

  尽 量减 小 水锤 现象 的 发生 。止 回阀 是 供热 系统 管 路中 一个 十 分重 要的 部 件, 本文 研 究了 供 热系 统 中止 回 阀 的 防水 锤 作用 , 建 立了 止 回阀 启闭 时 的边 界条 件 。分 析了 普通 止 回阀 的缺 陷 和防 水 锤止 回 阀 的特 性 , 研 究 了 优化 关 闭特 性消 除 水锤 和防 止 水泵 倒转 的 机理 , 得 出有 实 际意 义的 结 论, 对于 正 确选 择 和使 用 止回 阀 具 有 指导 意义 。 [ 关键 词 ] 供热 系统 ; 水锤 ; 止 回阀 ; 流 瞬变