張繼杰

摘要：眾所周知，大型泵站的機(jī)組功率較大，在設(shè)計(jì)水泵機(jī)組裝置斷流裝置時(shí)，一般需要考慮機(jī)組啟動(dòng)時(shí)電機(jī)功率不超過(guò)額定功率，這樣可以方便機(jī)組在設(shè)計(jì)預(yù)訂時(shí)間內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)，當(dāng)停機(jī)或者電機(jī)意外失電時(shí)，斷流裝置能及時(shí)啟動(dòng)，快速隔斷水流，防止由于水流倒流，導(dǎo)致機(jī)組反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過(guò)飛逸轉(zhuǎn)速，引發(fā)事故。本文筆者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)近年來(lái)出現(xiàn)的新設(shè)備電磁式真空破壞閥分析研究，以其在鹽城大套一站和南陽(yáng)中心河泵站的成功應(yīng)用，表明電磁式真空破壞閥開(kāi)啟正常，運(yùn)行可靠，可以經(jīng)受住實(shí)踐的考驗(yàn)。

關(guān)鍵字：電磁式；泵站；真空破壞閥；斷流；原理

0 引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及大中型泵站管理水平的不斷提高，對(duì)泵站電氣設(shè)備自動(dòng)化控制程度要求也越來(lái)越高。其中，用作斷流的主要設(shè)備真空破壞閥的自動(dòng)控制是泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本文主要闡述了近年來(lái)出現(xiàn)的新設(shè)備電磁式真空破壞閥，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝檢修簡(jiǎn)便、投資少、動(dòng)作靈敏，可靠性高、具備三重保護(hù)且安全性高等特點(diǎn)，在當(dāng)前水利行業(yè)中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

大型泵站的機(jī)組功率大，在設(shè)計(jì)水泵機(jī)組裝置斷流裝置時(shí)，需考慮機(jī)組啟動(dòng)時(shí)電機(jī)功率不超過(guò)額定功率，以便機(jī)組在設(shè)計(jì)預(yù)訂時(shí)間內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)，當(dāng)停機(jī)或者電機(jī)意外失電時(shí)，斷流裝置能及時(shí)啟動(dòng)，快速隔斷水流，防止由于水流倒流，導(dǎo)致機(jī)組反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過(guò)飛逸轉(zhuǎn)速，引發(fā)事故。因此，大型泵站機(jī)組裝置斷流方式必須可靠、安全，且與機(jī)組的開(kāi)停機(jī)過(guò)程相適應(yīng)。斷流方式的選擇由水泵機(jī)組結(jié)構(gòu)形式和泵站出水方式?jīng)Q定的。大型泵站的主要斷流方式主要有真空破壞閥斷流、快速閘門(mén)斷流和拍門(mén)斷流。本文主要研究近年來(lái)出現(xiàn)的新設(shè)備電磁式真空破壞閥在泵站斷流中的應(yīng)用。

1 真空破壞閥的工作原理

大型泵站出水方式如果采用虹吸式出水流道，一般配真空破壞閥斷流。其工作原理是：虹吸管駝峰下緣高于出水側(cè)最高運(yùn)行水位，真空破壞閥安裝在位于虹吸式頂部略偏向出水口位置。正常狀態(tài)下，真空剖壞閥處于打開(kāi)狀態(tài)，流道內(nèi)充滿(mǎn)空氣，隔斷泵站泵體和出水池水流。在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，虹吸管內(nèi)的空氣被水流挾帶壓縮，此時(shí)，真空破壞閥需打開(kāi)，排出流道內(nèi)空氣，形成虹吸滿(mǎn)管流的自由通道，機(jī)組進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)后，真空破壞閥關(guān)閉。停機(jī)和事故斷電時(shí)，真空破壞閥需及時(shí)打開(kāi)，引入空氣進(jìn)入流道，破壞虹吸，防止水流倒流。

2 電磁式真空破壞閥的應(yīng)用

以往真空破壞閥只有氣動(dòng)式一種，主要靠輔助設(shè)備提供的壓縮空氣來(lái)對(duì)閥體進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉動(dòng)作，除真空破壞閥本體外，還需配備空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐等輔機(jī)設(shè)備。近年來(lái)出現(xiàn)一種新真空破壞閥，采用電磁驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，附屬設(shè)備少，成功應(yīng)用于鹽城大套一站和南陽(yáng)中心河泵站。

2.1電磁式真空破壞閥結(jié)構(gòu)圖（如圖1所示）：

圖1 電磁式真空破壞閥結(jié)構(gòu)圖

2.2 電磁式真空破壞閥的組成與運(yùn)行原理

（1）電磁式真空破壞閥的組成。電磁式真空破壞閥主要是由水腔、空氣腔、主電磁操作機(jī)構(gòu)、副電磁操作機(jī)構(gòu)及電氣控制箱組成，其中，水腔與出水流道相通，空氣腔與大氣相通。電磁式真空破壞閥屬于斷電開(kāi)閥操作，同主水泵同步通、斷電。

（2）電磁式真空破壞閥的運(yùn)行原理

① 設(shè)備電氣系統(tǒng)接到開(kāi)機(jī)運(yùn)行指令，主副電磁操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，閥軸向左快速移動(dòng)，閥瓣和閥座相密封，水腔和空氣腔的大氣被割斷，想成虹吸現(xiàn)象。

② 設(shè)備電氣系統(tǒng)收到停機(jī)指令后，主副電磁操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，閥軸向又快速移動(dòng)，閥瓣和閥座分離打開(kāi)，在負(fù)壓作用下，大氣經(jīng)空氣腔進(jìn)入水腔，破壞虹吸現(xiàn)象，阻斷水流。

2.3 電磁式真空破壞閥的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)氣動(dòng)式真空破壞閥相比，電磁式真空破壞閥具有以下三個(gè)特點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝檢修簡(jiǎn)便，投資少

電磁式真空破壞閥所有機(jī)構(gòu)均設(shè)置在閥泵體內(nèi)，僅需電氣控制箱安裝在閥體旁邊，無(wú)需其它任何附屬設(shè)備。安裝時(shí)只需將閥體與預(yù)埋好的底座法蘭連接即可。檢修時(shí)，將主副電磁操作機(jī)構(gòu)外殼打開(kāi)。由于省去空壓機(jī)、氣罐和相應(yīng)的管道、閘閥，電磁式真空破壞閥工程投資少。

（2）動(dòng)作靈敏，可靠性高

電磁式真空破壞閥主要以主副電磁操作機(jī)構(gòu)通斷電來(lái)實(shí)現(xiàn)閥體動(dòng)作，氣動(dòng)式真空破壞閥需由控制柜發(fā)出指令，安裝在管道上的電磁閥打開(kāi)，壓縮空氣進(jìn)入真空破壞閥，克服彈簧彈力，推動(dòng)破壞閥閥體動(dòng)作。

（3）具備三重保護(hù)，安全性高

電磁式真空破壞閥除本體電磁操作機(jī)構(gòu)可以動(dòng)作外，另還在閥體兩邊設(shè)計(jì)了緊急開(kāi)閥和關(guān)閥操作手柄，緊急情況下，如果電磁操作機(jī)構(gòu)故障、閥體不動(dòng)作，可以人工操作緊急開(kāi)閥和關(guān)閥操作手柄來(lái)完成開(kāi)關(guān)閥操作。第三，電磁式真空破壞閥觀測(cè)窗由有機(jī)玻璃制成，可以人工錘擊觀測(cè)窗，分離閥體和閥座，將空氣引入流道，完成斷流。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前，鹽城大套一站共安裝有5臺(tái)立式軸流泵，南陽(yáng)中心河泵站共安裝有4臺(tái)貫流式臥式泵，均采用電磁式真空破壞閥斷流，兩座泵站建成后先后投入排澇運(yùn)行，電磁式真空破壞閥開(kāi)啟正常，運(yùn)行可靠，經(jīng)受住了實(shí)踐的考驗(yàn)。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。