【水暖阀门网讯,王光杰 张延蕙报道】摘要:本文对自来水厂站如何正确选择与应用阀门的问题,如壳体材料、涂装、停泵水锤防护、水头损失、压力试验等进行了重点、简要的描述,达到提高阀门生产质量和用户科学运行管理的技术水平。
一.壳体材料问题
有多种才可以满足给排水用阀门壳体的使用要求,但是,正确、合理的选择,苦获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。
根据2004年住建部第218号文件规定,灰铸铁管材、管件“不得用于城镇供水、燃气等市政管道系统。门径>400mm的管材及管件不允许在污水处理厂、排水泵站及市政排水管网中的压力管线中使用”的要求,城镇供水用阀门壳体材料排除了灰铸铁。球墨铸铁和铸钢比较,强度相当,但耐化学腐蚀能力前者是后者的两倍,且适宜在工作温度一30℃—350℃之间,PN≤4.OMPa的供水阀门使用。球墨铸铁所以比铸钢耐腐蚀性能强,主要原因是球铁的含碳量是铸钢的10倍,球铁巾的碳以球状石墨的形式存在,球状石墨比片状石墨化学稳定性强很多。
近年来,世界各先进工业国家的给排水用阀门壳体材料也都是采用相当QT400—15或QT450——10的材料,目前我国对壳体材料用球墨铸铁认识已经普及了,各牌号球铁抗拉强度基本达到,但球化率不稳定.参差不齐,一些厂家的球化率低于80%,特别延伸率不达标,我们选择阀门生产厂家时,应要求提供金相和村料延伸率数据,必要时应抽查。
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二、 涂装问题
我们的要求是:
1.涂装前铸件表面必须经抛丸(喷砂)处理,去除氧化皮、污垢,表面粗糙度达到Sa21/2级,6小时涂装。
2.一般工件加热240℃,固化温度220℃,进行无毒环氧树脂粉末静电喷涂,内表面涂层厚度250um(直埋的300um),外表面棱角处不低于150um。
3.检测项目包括:厚度、附着力、硬度、绝缘性、抗冲击性等5项,在工厂应按一定抽取比例检测,验收时可抽取样品检测。。
三.水头损失问题
我国是能源短缺且浪费严重的圉家,生产同样产品耗电量是世界平均水平的4倍,我国有城市自来水净化水厂约4000座,还在不断更新、扩建、新建,管网长度近40万Km,装有阀门约80万台,在自来水厂,泵阀是用电大户。节能减排作为国策,我们各行各业都应有清醒的认识,认真负责从本行业做起,阀门的用量很大,节能问题突出,至今尚未得到充分重视,生产阀门和选用阀门,要把水头损失大小作为评价阀门质量优劣的重要指标之一。
1.举例:DN600的阀门,对应水泵流量Q=2500m3/h,阀门水头损失每增加lm,即水泵扬程对应要提升1m,如果全年运行365天,即8760h.水泵效率η1=0.8,电机效牢η2=0.9,联轴器效率η3=0.95.
那么1年的耗电量F,如下式计算:
H=rQH/η (kgf• m/s)=rQH/102η(kW)
则开工率100%时:
F=(rQH×365×24)/(10η1η2η3)(kwh/a)
式中:N一一水泵轴功率kw
η一一水泵机组总效?摹
F一一年耗电量kwh/a
r一一水的容量1000kg/m3
Q一一水泵或阀门流量m3/s
(2500/3600=0.7m3/s)
H一一水泵扬程m
η1一一水泵效率0.8
η2一一电机效率0.9
η3一一联轴器效率0.95
于是:
F=(rQH×365×24)/(102η1η2η3)(kWh/a)
=(1000×0.7×1×365×24)/(102×0.8×0.9×
0.95)≈87900(kWh/a)
即全年用电87900度,由此可见,全国所用阀门数十万台,如不重视水头损失问题,将严重浪费能源。
2.具备同样性能的阀门,可有不同的结构型式,我们在选用时,应优先选用水头损失小的阀门种类,阀门水义损失大小,和不同阀门的水头损失系数ζ有关,其大小取决于阀门公称尺寸、结构以及内腔形状等等,内腔在介质流程中,每步结构形状都可看作是一个产生阻力的元件系统(如介质流动转弯、孔口、扩大、缩小、再转弯),所以整个阀门的水头损失,是各元什水头损失的总和,各元件的水头损失系数在手册中可以查到。阀门的水头损失系数亦称流阻系数。计算方法如下:
△h =ζv2=/2g(m)
式中:△h—阀门水火损失m
ζ—阀门水头损失系数
v—过阀流速m/s
g—重力加速度m/s2
3.各类阀门水头损失比较表(略)
从表中不难看出,水力控制阀的水头损失,在上述各类中阀门中是最大的,应滇慎重选用,除非必须选用时,应优先选用水头损失相对较小的阀门。
用水力挣制阀主阀设计的多功能水泵控制阀(水力控制阀)的水头损失系数值ζ,从表中查出Y型为1.4= 2.5,⊥型的为4.3-6.1,目前使用较为广泛,从长远讲不宣推荐使用。
对生产厂家来说,一种主阀,配置不同的先导阀和接管系统,可产生20多种功能的阀门,很方便,这主要是对阀门生产企业方便有利。
减压阀和调流调压阀是用结构的水头损失调流调压的,因此水头损失△h不在比较之列,但全开时也应尽量减小。
四.停泵水锤防护问题
1.定义:停泵水锤是指水泵装置因突然停电等原因,导致非正常停泵,在其管道系统中,因流速剧烈变化而引起一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象,称为水锤现象。
2.特点:先发生低压后发生高压,停电后由水泵、电动机旋转部分有一点的转动惯量,转速在不断降低,然后因重力和水力阻力的作用使其流速逐渐降为零,再其后在重力水头的作用下,管道中的水柱又开始向水泵方向倒流,速度由零逐渐加大。倒流水柱冲击普通止回阀时,止回阀迅速关闭,产生极大的水锤压力,我们必须进行防护,不然会在泵房爆管,水淹泵房造成次生灾害。3防护措施
1)有条件时取消水泵出口止回阀
2) 试制调压塔(宜在地形有利时)
3) 安装水锤消除器
4)安装爆破膜
5)设置水锤吸纳器
6)用水泵控制阀替代普通止回阀,分用缓闭、速闭加缓闭、速闭等原理。阀门的结构型式多种多样,如:有用水力控制阀组装的缓闭或速闭加缓闭阀,有缓闭蝶形止回阀,导流式速闭止回阀,有速闭加缓闭偏心半球阀、球阀,有速闭加缓闭ROTO阀等等。
4.缓闭和速闭阀原理
1)缓闭是山于当高压水锤波返同时阀门未关闭,其能量通过水泵同流泄出。
2)速闭不是指一般所谓速闭.是指当管道中水的流速降为零或接近零时,阀门速闭,从公式△h=av/2g看出,v≈0时,水锤增压值△h极小。
5.阀门的类型选择
1)在功能可靠的前提下,注重水头损失,这类阀的水头损失差别很大。
2)速闭阀不能防护负压水锤。
3)非正常停泵条件下,压力升值不超过0.33倍水泵最大工作压力,水泵反转不超过正转的1.3倍。
五、压力试验问题(略)
六.阀门储存等其它问题(略)