緩沖罐與空氣閥在減少水錘方面的比較

作者：中鼎閥門(mén) 時(shí)間：2024-12-08 06:37:10 閱讀：

緩沖罐是最古老的緩沖方法之一。過(guò)去，它們被視為應(yīng)對(duì)管道激增的唯一可靠方法，但從那時(shí)起，空氣閥已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，現(xiàn)在已成為一種可行的替代方案。

調(diào)壓罐將水注入喘振事件導(dǎo)致低壓的管道中，或者將水從喘振事件導(dǎo)致高壓的管道中排出。

它們大多是封閉的系統(tǒng)。調(diào)壓箱實(shí)際上并不消耗水。在低壓事件期間注入的水隨后被去除。類似地，在高壓事件期間去除的水一旦壓力下降就會(huì)返回。

緩沖罐通常由空氣提供動(dòng)力，因此可以足夠快地添加或去除水以應(yīng)對(duì)壓力變化。

最常見(jiàn)的類型是壓縮機(jī)緩沖罐和氣囊緩沖罐。

壓縮機(jī)緩沖罐是封閉裝置，罐底部的水和罐頂部的空氣之間有一個(gè)開(kāi)放的界面。空氣由壓縮機(jī)供應(yīng)。當(dāng)所需體積的空氣被泵入水箱時(shí)，空氣和水的壓力平衡。當(dāng)水流入和流出水箱時(shí)，一些空氣被吸收到水中。這意味著需要監(jiān)測(cè)和控制風(fēng)量和壓力。壓縮機(jī)必須永久連接以在需要時(shí)添加空氣。這意味著復(fù)雜的控制。將空氣注入管道是一種不良副作用。

囊式緩沖罐克服了許多這些缺點(diǎn)。

• 它們幾乎不需要維護(hù)。

• 水和空氣是分開(kāi)的，因此不會(huì)吸收空氣。這意味著不需要壓縮機(jī)或控制系統(tǒng)來(lái)加滿。這也意味著您沒(méi)有將空氣注入管道中。

傳統(tǒng)上，空氣閥用于去除水管中的空氣，并在管道排水時(shí)注入空氣，以避免有害的真空條件。隨著空氣閥的發(fā)展以及快速進(jìn)氣和減速排氣的設(shè)計(jì)，它們作為潛在的水錘減少裝置受到了越來(lái)越多的關(guān)注，并且因其這一功能而被越來(lái)越多的人接受。

這種兩級(jí)空氣閥有一個(gè)大孔和一個(gè)小孔，通過(guò)壓差自動(dòng)啟動(dòng)，并在壓差達(dá)到一定水平時(shí)“切換”以啟動(dòng)孔口。

以下是兩級(jí)空氣閥作為泵站中的浪涌抑制裝置的工作原理。

• 當(dāng)泵跳閘時(shí)就會(huì)發(fā)生色譜柱分離。這會(huì)導(dǎo)致泵下游出現(xiàn)低壓（甚至真空）。充滿低壓區(qū)的快速反向水柱是造成高水錘撞擊的原因。

• 泵輸送側(cè)的兩級(jí)空氣閥可以讓空氣足夠快地進(jìn)入管道以取代低壓。

• 當(dāng)水柱反轉(zhuǎn)時(shí)，空氣閥將允許空氣再次排出。

• 如果這種反轉(zhuǎn)發(fā)生得太快，（空氣閥處）的高壓差會(huì)導(dǎo)致空氣閥切換到較小的孔口，從而導(dǎo)致排氣流量較低和水柱反轉(zhuǎn)的速率降低。這減少了對(duì)泵止回閥的沖擊。

這意味著尺寸正確的兩級(jí)（或非沖擊）空氣閥除了具有從管道中排出空氣的正常功能外，還可以實(shí)現(xiàn)與昂貴的緩沖罐相同的功能。

這些兩級(jí)空氣閥也可用于管道上的其他位置：

• 在靠近水力坡度線的低壓點(diǎn)，即使在管道正常運(yùn)行期間也容易發(fā)生柱分離。

• 在管道填充操作過(guò)程中，有時(shí)可能會(huì)不受控制且速度過(guò)快。普通空氣閥會(huì)以過(guò)高的速度排出空氣，導(dǎo)致空氣閥猛烈撞擊（當(dāng)水到達(dá)空氣閥時(shí)），這可能會(huì)對(duì)空氣閥本身以及附近的管道和部件造成嚴(yán)重?fù)p壞。

那么為什么管道設(shè)計(jì)者不專門(mén)使用空氣閥而不是更昂貴的緩沖罐呢？

• 在某些情況下，柱分離體積太大，需要太多空氣閥來(lái)克服低壓情況。

• 在其他情況下，必須執(zhí)行泄壓功能（而不是最小化低壓事件），該功能只能由浪涌泄壓閥或緩沖罐來(lái)執(zhí)行。

• 過(guò)去，空氣閥被認(rèn)為是不可靠的，不能依靠它來(lái)完成減少水錘的重要任務(wù)。這可能是合理的，因?yàn)橛性S多質(zhì)量較差的空氣閥可供使用。它們被視為高維護(hù)項(xiàng)目。事實(shí)證明，大多數(shù)空氣閥在運(yùn)行很短一段時(shí)間后就開(kāi)始泄漏，操作員經(jīng)常關(guān)閉空氣閥下方的隔離閥以阻止泄漏！

• 最后，大多數(shù)兩級(jí)空氣閥不會(huì)在足夠低的壓差下切換。