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水击预防阀是比水击泄放阀功能更强更完善更高级的泵站水锤防护后保护设备,五十年代诞生于美国, 经过几代更新换代,现在已经发展到了智能化的电子控制式的机电一体化阶段(第五代,前几代分别是:第一代,纯水力式高低压双导阀水击泄放阀CD型;第二代,带水力延时导阀的纯水力式三导阀水击泄放阀BCD 型;第三代,带电磁导阀的电控型水击预防阀 BCDE 型;第四代,带水力放大器的 ABCDE 型水击预防阀)。但是,它价格昂贵,而且可能会使水力系统复杂化。许多场合,简单的水击泄放阀比复杂的水击预防阀可能更实用。通常情况下,建议选用一个或多个水击泄放阀与一个水击预防阀并联,而且选择预防阀的口径尽量小一点,不宜过大,对一个系统,少至1个多至10个泄放阀配套1~2个预防阀而且尺寸小1~2级的就可以。这里,为了防止泄水过多,我们把预防阀的口径变小为DN50试算看看,除口径外,其他设定条件与原来的相同,结果见图1~3。实际的工程实践是:已经按照好的 DN100 预防阀口径无法改变,但是我们把预防阀上游的控制隔离闸阀DN100关小了大约2/3,仅保留大约1/3 的开度,从而达到比较理想的效果。该系统共有五级加压泵站,最高280m扬程,试运行几个月以来,每天开停泵10来次,几乎每次都是开阀停泵(虽然“艺高胆大”,毕竟过于冒险)尽管预防阀每次都开启泄水(这说明管线低压和高压波动都很大),庆幸的是整个管线系统都安然无恙。但是每天泄水多次对水击阀(属于安全阀类)而言应该说负荷过重:因为高压直接排向大气,压差高达200~300m,阀口流速高达
如此高速水流对阀口的冲刷非常厉害,而且气蚀严重,会缩短寿命。水击阀不宜频繁开启泄水,它的正常工作状态应该是频率很低的间歇式开启-即所谓的后保护而已-protection,它不能站在预防水锤的前线,而前线的角色应该是由水泵控制阀和注气微排阀等预防设备充当-prevention,而Protection≠Prevention。
由图1~3 看出, 经水击泄放阀保护后压力比较稳定-粉红色线, 而水击预防阀则引导空腔弥合水锤,而且它本身没有能力彻底消除这种(可能由自身泄水过多导致的)尖波型的弥合水锤。
图1 方案 B 水击泄放阀和预防阀缩径至 DN50A18 节点水击压力比
图2 方案 B 水击泄放阀和预防阀缩径至 DN50A15节点水击压力比
图3 方案 B 水击泄放阀和预防阀缩径至 DN50止回阀节点水击压力比较