中成泵业的多级泵多用在锅炉给水、高层供水和矿井排水这类高扬程场合,压力高、管路长、管内存水量大。正常运行时压力由泵撑着,一旦突然断电,管里的水柱倒冲回来,压力波在系统里来回震荡,这就是停泵水击,破坏集中在停泵后的几秒内。
水击的成因是惯性。泵断电后叶轮很快停住,管内的水柱却带着流速继续向前,减速后开始倒流,倒流水撞上突然关闭的止回阀被瞬间截断,动能全部转成压力,阀前压力可比工作压力高出数倍。扬程越高、管路越长,冲击越猛,轻则法兰垫片渗漏、仪表管震断,重则止回阀阀体开裂、泵壳被顶裂。
止回阀是防第一道冲击的关键。缓闭止回阀分两阶段动作,先快速关掉大部分开度阻止倒流,再用阻尼机构缓慢关完剩余开度,把压力波摊平。关闭时间要按管路长度核算,关得快了照样有冲击,关得慢倒流量又大,两头都要算。
正常停泵的操作顺序也能削掉大半冲击。先把出口阀逐渐关小,让流量缓慢降到接近零,再断电停泵,水柱没有速度就砸不出压力波。满负荷直接按停止按钮,等于把全部动能交给止回阀硬扛,操作规程里应把关阀在前、停机在后写成硬性步骤。
大功率机组建议配软启停。变频按斜坡降速,转速和流量缓慢归零,压力波幅度大幅下降;没有变频的场合,软起动器的软停功能同样能拖住降速曲线。中成泵业的多级泵在高压供水系统中常与软启停控制配套,停泵曲线比单纯靠阀缓冲平稳得多。
管路侧还要留泄放通道。出口附近装超压泄压阀或水击消除器,压力波超过整定值立即泄放回吸水池;管路高点排气阀要完好,气囊被压缩会放大压力波,排气阀失效是很多事故里被忽视的一环。
防护装好后要试,模拟一次紧急断电,看压力表摆幅和阀的动作是否正常。这套防护平时不起眼,出事时保护的是整条管线和泵本体,设计阶段就把缓闭阀、泄压装置和软停一起定下来,比事后补装容易得多。
