压力波动预止阀计算与分析

1、不设压力波动预止阀的水锤计算

图1为事故停泵时，布置空气阀、泵后蝶阀两阶段关闭且不设压力波动预止阀的水锤计算结果，图中H0为压力头，H1为泵出口压力头，t为时间，ｎ为转速；表1为该工况下系统极值统计，表中也为泵,出口额定压力头，Ｈmax，Hmin分别为系统最高、最低压力头，nbmax为水泵最大倒转速。

图1不设压力波动预止阀事故停泵计算结果

表1不设压力波动预止阀事故停泵极值统计

计算结果说明，不设压力波动预止阀时，事故停泵会导致泵出口压力迅速降低，而通过空气阀的补气作用，可使系统的最低压力控制在汽化压力以上，泵的最大倒转速没有超出额定转速的1.2倍，但由水柱回流撞击蝶阀引起的系统最高压力头超出了水泵出口额定压力头的1.5倍(211.89)可见，设置空气阀以及蝶阀采取两阶段关闭规律后，可使输水系统的最低压力头和泵的最大倒转速控制在合理范围内，但由蝶阀关闭引起的高压水锤还需要采取降压措施进行防护。

2、设置压力波动预止阀的水锤计算

为了防护高压水锤，在泵站出口位置安装１台压力波动预止阀，其参数设置如下：阀门感应开启压力头选为稳态压力的0.5倍（70m）；由图3b可知，不设压力波动预止阀时，泵站出口第１个压力波峰距事故停泵间隔大约30s，为了使第1个高压波峰在阀门关闭之前向外界泄掉且减小因外泄过多导致负压再次降低，低压条件开启时间暂设为20s，阀门维持开启时间设为10s（30-20s）；阀门关闭时间不宜太短，初设为210s。水锤计算结果如图2所示，系统极值统计如表２所示。

图2设置压力波动预止阀事故停泵计算结果

表2设置压力波动预止阀事故停泵极值统计

计算结果说明，由水柱回流撞击蝶阀引起的高压水锤可通过提前开启的压力波动预止阀排放到外界，最终系统最高压力由233.67m降为182.10m，从而使压力控制在了水泵出口额定压力的1.5倍范围内，同时水泵的最大倒转速由-626.20r/min上升到-41.40r/min，提高了水泵的运行稳定性。