压力波动预止阀优化分析

压力波动预止阀是一种自动控制阀，它被用于减小因水泵开启和关闭或停电而造成停泵时管道系统中引起的压力波动，能够可靠地保护水泵及水泵站。此阀门是一种导阀控制的水力控制阀。阀门的两端的压力差是驱动它开启关闭的能量来源。

当泵的动力突然中断时，立即开始关泵后的阀门，此时阀后水柱由于惯性继续向前流动，因此此时的关阀动作相当于关闭首段的阀门，这会使阀后紧邻的流体膨胀，密度减小，压力减小，管材受到压缩。这种现象一小段接 着一小段地传播下去，其方向为由水泵端向着压水池，将会产生由泵端向出水池方向传播的负压波。若此负压达到水的饱和蒸汽压，而水柱仍继续向前流动，则水发生冷沸、汽化，在 阀后产生空穴段。有时为了消除过大的水锤压力，不得不采用压力波动预止阀。对于事故断电后关阀的情况，若在水泵出口后加装压力波动预止阀，当压力降低到某设定值时，压力波动预止阀打开，将会开阀泄流，以达到将系统返回的高的压力波动泄放出去，保证管线系统的安全运行的目的。但是，压力波动预止阀的 开启将会使系统泄流，一方面水泵后水泵控制阀门关闭使系统流量减少，另一方面压力波动预止阀开阀泄流，使得系统中的流量很容易出现“拉空”现象。这样加装压力波动预止阀可能会进一步地恶化系统的负压。

针对压力波动预止阀的缺陷，可以对压力波动预止阀的开阀时间进行优化控制。压力波动预止阀原本是在系统压力首次降低到某设定值时（如设计工况下泵出口压力的一半）就开启泄流，从而将系统返回的高压力波动泄放出去。这样管路中的压力正处于迅速减小的过程当中，此时开启阀门泄流势必会恶化系统的负压，导致负压值增大。如果采取某措施（如延时机构等），控制压力波动预止阀的开阀时间，使在泵出口阀后的压力在迅速减小到压力最低点的过程中不开启，而在其压力逐渐回升的过程中开阀泄流（压力波动预止阀开阀压力同样设为设计工况下泵出口压力的一半）。即优化后的预止阀的开阀跟优化前相比，阀门的开启存在一定时间上的滞后。这样即使开启了压力波动预止阀使系统流量部分泄放而造成压力降低，但由于此时管路中的压力已经处于迅速回升的过程之中，因此总体效果是系统的压力还是变大的，不会引起较明显的负压效果。这种采用延迟开阀方案避免了因系统压力波动预止阀的动作引起的系统管路负压恶化情况。