1.我公司泵站内止回阀应用现状
根据技术要求,泵站内每台水泵出口必须安装止回阀门,防止突然停泵造成水回流产生泵倒转、水锤等破坏事故。多年来我公司一水厂、二水厂均应用的是旋启式缓闭止回阀,由于阀板轴和轴套发生磨损,阀板产生位移,使止回阀密封性能下降,且每年要对止回阀进行多次检修,使用寿命都很短,而且运行时压力损失较大,在关闭时,产生的冲击振动很大易形成较大的水锤。我公司三水厂于1996年扩建后,送水泵站选择应用了微阻消声球形止回阀,从1998年开始运行13年以来,于2006年对阀内个别磨损的胶球进行更换一次,每年对阀门进行一次检查,平时运行做好巡检。多年来应用效果良好,维护工作量小,使用寿命长,运行时压力损失较小,在关闭时,产生的冲击振动较小,密封性能好。
2.微阻消声球形止回阀的构造和工作原理
微阻消声球形止回阀是由主阀体(1)、 排污孔(2)、检修门(3)、多套球形止回装置(4)、隔板(5)、进口阀体(6)等部分组成。如下图所示:

球形止回装置由球罩、胶球和球座组成,胶球由钢板加工成球芯、外表经特殊工艺处理后,使之变成橡胶球;胶球既有一定的弹性,又有足够的强度,其比重接近水的比重。胶球与球座为球曲面密封。球形止回装置固定在隔板上,不同直径的止回阀有不同数量的球形止回装置。
微阻消声球形止回阀工作原理是胶球在球罩内作短行程滚动,以实现止回阀的开启和关闭动作。在水泵开动时,水的压力冲开胶球,使胶球离开球座,止回阀开启;运行时,胶球呈自由悬浮和自由转动状态,起到了耐磨损作用,而且运行时水的流线平滑,形成的阻力较小;停泵后由于水的流速逐渐减小且流向改变,使胶球回到球座,止回阀关闭,由于管道断面上不同位置的水流速度存在差异,胶球回到球座的时间也不同步,起到了缓闭效果,而且胶球的弹性在关闭时起到了消声和减振作用。
3.微阻消声球形止回阀的优缺点
优点:
3.1 维护工作量小,使用寿命长,密封性能良好。由于没有轴和轴套的转动件,不存在轴和轴套的磨损,胶球呈自由悬浮和自由转动状态,磨损也是均匀的,加之胶球的直径是球座通径的1.3倍,即使胶球磨损了一层,仍有较好的密封性能,起到了耐磨损作用。
3.2 阻力系数小,节能。运行时水的流线平滑,而且受水流速度影响较小,水流阻力系数稳定且较小。
3.3 消声和减振效果好,有良好的缓闭和减小水锤作用。
3.4 胶球比重接近水的比重,呈自由悬浮状态,因此既可以水平安装,也可以垂直安装。
缺点:体积较大,对老泵站止回阀改造时,可能会受到尺寸限制。
4.节能的理论分析
微阻消声球形止回阀和旋启式止回阀相比较,运行时水的流线平滑,而且受水流速度影响较小,水流阻力系数稳定且较小;胶球自由悬浮,不需要象旋启式止回阀那样要克服阀板自身重量而消耗能量;没有轴和轴套转动件,不需要克服轴和轴套的摩擦阻力而耗能,因此微阻消声球形止回阀比旋启式止回阀节能。现以一台DN600阀门为例,仅按照水流阻力系数分析计算如下:
在流速为1.8m/s情况下,DN600微阻消声球形止回阀阻力系数经实际测试为0.24。 按照设计手册DN600旋启式止回阀阻力系数为1.7。
阀门局部阻力损失P=ξ·V2/2g; 两阀门局部阻力损失之差△P=(ξ2-ξ1)·V2/2g
ξ阀门阻力系数;ξ1、ξ2分别为微阻消声球形止回阀和旋启式止回阀局部阻力系数; V为管网中流体速度(m/s) ;P为局部阻力损失(m);△P为减少的局部阻力损失(m)。
△P=0.241 (m)
每年节约电耗:w=△P·σ·V·πr2·t/102η
式中:w为每年的节电量(kwh);r为管道内半径(m),取r=0.3m;σ流体的密度(kg/m3),水的密度按1000 kg/m3计算;v为水流速度(m/s),取v=1.8m/s;t为每年平均运行时间(h),按每年运行300天计算,t=300×24=7200h; η水泵的效率,取η=70%;△P=0.241 m。
w=12362 (度)
5.应用体会
微阻消声球形止回阀有较好的密封、消声减振减少水锤等效果,水头损失较小,但在运行过程中,阀体内要排尽空气,否则影响密封效果。值班人员要认真巡视,仔细聆听阀体内的声音,若有金属碰击声,可能存在胶球严重磨损,应尽快更换新胶球。