壓力波動預止閥優(yōu)化分析

壓力波動預止閥是一種自動控制閥，它被用于減小因水泵開啟和關閉或停電而造成停泵時管道系統中引起的壓力波動，能夠可靠地保護水泵及水泵站。此閥門是一種導閥控制的水力控制閥。閥門的兩端的壓力差是驅動它開啟關閉的能量來源。

當泵的動力突然中斷時，立即開始關泵后的閥門，此時閥后水柱由于慣性繼續(xù)向前流動，因此此時的關閥動作相當于關閉首段的閥門，這會使閥后緊鄰的流體膨脹，密度減小，壓力減小，管材受到壓縮。這種現象一小段接 著一小段地傳播下去，其方向為由水泵端向著壓水池，將會產生由泵端向出水池方向傳播的負壓波。若此負壓達到水的飽和蒸汽壓，而水柱仍繼續(xù)向前流動，則水發(fā)生冷沸、汽化，在 閥后產生空穴段。有時為了消除過大的水錘壓力，不得不采用壓力波動預止閥。對于事故斷電后關閥的情況，若在水泵出口后加裝壓力波動預止閥，當壓力降低到某設定值時，壓力波動預止閥打開，將會開閥泄流，以達到將系統返回的高的壓力波動泄放出去，保證管線系統的安全運行的目的。但是，壓力波動預止閥的 開啟將會使系統泄流，一方面水泵后水泵控制閥門關閉使系統流量減少，另一方面壓力波動預止閥開閥泄流，使得系統中的流量很容易出現“拉空”現象。這樣加裝壓力波動預止閥可能會進一步地惡化系統的負壓。

針對壓力波動預止閥的缺陷，可以對壓力波動預止閥的開閥時間進行優(yōu)化控制。壓力波動預止閥原本是在系統壓力首次降低到某設定值時（如設計工況下泵出口壓力的一半）就開啟泄流，從而將系統返回的高壓力波動泄放出去。這樣管路中的壓力正處于迅速減小的過程當中，此時開啟閥門泄流勢必會惡化系統的負壓，導致負壓值增大。如果采取某措施（如延時機構等），控制壓力波動預止閥的開閥時間，使在泵出口閥后的壓力在迅速減小到壓力最低點的過程中不開啟，而在其壓力逐漸回升的過程中開閥泄流（壓力波動預止閥開閥壓力同樣設為設計工況下泵出口壓力的一半）。即優(yōu)化后的預止閥的開閥跟優(yōu)化前相比，閥門的開啟存在一定時間上的滯后。這樣即使開啟了壓力波動預止閥使系統流量部分泄放而造成壓力降低，但由于此時管路中的壓力已經處于迅速回升的過程之中，因此總體效果是系統的壓力還是變大的，不會引起較明顯的負壓效果。這種采用延遲開閥方案避免了因系統壓力波動預止閥的動作引起的系統管路負壓惡化情況。