流体阻力小(水系统用水泵与阀门知识)

Posted 2023-05-31

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流体阻力小(水系统用水泵与阀门知识)

水系统所用的离心泵：

离心泵的装置：

为了使离心泵能正常工作，离心泵必须配备一定的管路和管件，这种配备有一定管路系统的离心泵称为离心泵装置。图1—1所示为离心泵的一般装置示意图，主要有底阀、吸入管路、出口阀、出口管线等。

离心泵的品种很多，各种类型泵的结构虽然不同，但主要零部件基本相同。

主要零部件有泵壳、泵盖、泵体、叶轮、密封环、泵轴、机封或填料函、联轴器、轴承等。

离心泵在工作时，依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下获得了能量以提高了压强。离心泵在工作前，泵体和进口管线必须罐满液体介质，防止气蚀现象发生。当叶轮快速转动时，叶片促使介质很快旋转，旋转着的介质在离心力的作用下从叶轮中飞出，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。一面不断地吸入液体，一面又不断地给予吸入的液体一定的能量，将液体排出。离心泵便如此连续不断地工作。

离心泵气蚀的危害：

气蚀是指：离心泵启动时，若泵内存在空气，由于空气的密度很低，旋转后产生的离心力很小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵内，不能输送流体的现象。

危害机理：在离心泵叶片叶端的高速减压区形成空穴，空穴在高压区被压破并产生冲击压力，破坏金属表面上的保护膜，而使腐蚀速度加快。气蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点，然后逐渐扩大成洞穴。

当液体在与固体表面接触处的压力低于它的蒸汽压力时，将在固体表面附近形成气泡。另外，溶解在液体中的气体也可能析出而形成气泡。随后，当气泡流动到液体压力超过气泡压力的地方时，气泡便溃灭，在溃灭瞬时产生极大的冲击力和高温。

气蚀危害：

1）产生振动和噪声。

2）降低泵的性能。

3）破坏过流部件。

离心泵的分类：

单级离心泵泵中只有一个叶轮，单级离心泵是一种应用广泛的泵。由于液体在泵内只有一次增能，所以扬程较低。

多级离心泵具有两个或两个以上叶轮的离心泵称为多级离心泵。级数越多压力越高。

多级离心泵的优点：

人们把若干个叶轮安装在同一个泵轴上，每个叶轮与其外周的液体导流装置形成一个独立的工作室，这个工作室与叶轮组成的系统可以认为是一个单级离心泵，每个工作室前后串联，就构成了多级泵。与多个单级离心泵串联相比，多级泵具有效率高、占地面积小、操作费用低、便于维修等优点。该泵流量范围为5—720m3／h，扬程最高达2800m。

多级离心泵除了具有单级离心泵的优点之外，它最大的优点就是扬程高。多级离心泵的用途十分广泛，例如，化肥生产中，用多级泵将氨水打入碳化塔，由氨水吸收加压氮氢混合气中的二氧化碳，生产出碳酸氢铵；锅炉的给水；山区的深井提灌等。

水系统的阀门：

阀门分类：

（1）按阀门的功能分：

（2）按阀门公称压力：

(3)按阀门使用温度分：

闸阀：

闸阀是指启闭体(阀板)由阀杆带动阀座密封面作升降运动的阀门，可接通或截断流体的通道。当阀门部分开启时，在闸板背面产生涡流，易引起闸板的侵蚀和震动，也易损坏阀座密封面，修理困难。闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。

闸阀在管路中主要作切断用，一般口径DN≥50mm的切断装置多选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀。

软密封弹性座封闸阀安装示意图：

弹性座封闸阀安装时注意不要将手轮朝下安装，以方便维修维护。

注意阀门开关时要全开或全关，不得只开一点点做调节用，以防气蚀损坏阀门。

运输过程中注意保护防止漆面损坏阀门锈蚀。

阀门如不安装使用请不要将阀门法兰上的塑料贴膜撕掉以防橡胶闸板空气老化寿命降低。

蝶阀：

蝶阀是由阀体、圆盘、阀杆、和手柄组成。它是采用圆盘式启闭件，圆盘式阀瓣固定于阀杆上，阀杆转动90℃即可完成启闭作用。同时在阀瓣开启角度为20℃～75℃时，流量与开启角度成线性关系，有节流的特性。

蝶阀广泛用于2.0MPa以下的压力和温度不高于200℃的各种介质。

蝶阀安装示意图：

止回阀：

止回阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门。

升降式止回阀的阀体形状与截止阀一样（可与截止阀通用），因此它的流体阻力系数较大。

旋启式止回阀，阀瓣围绕阀座外的销轴旋转，应用较为普遍。

碟式止回阀阀瓣围绕阀座内的销轴旋转。其结构简单，只能安装在水平管道上，密封性较差。

球阀：

球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的启闭动作，不同的是阀芯旋转体不是塞子而是球体。当球旋转90°时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。

球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。它具有以下优点：

1）结构简单、体积小、重量轻，维修方便。

2）流体阻力小，紧密可靠，密封性能好。

3）操作方便，开闭迅速，便于远距离的控制。

4）球体和阀座的密封面与介质隔离，不易引起阀门密封面的侵蚀。

5）适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。

倒流防止器系列：

由进口止回阀、空气隔断机构、出水止回阀、外接管路、控制球阀等组成。防止介质倒流保证供水水源不受污染的一种阀门。

在工作状态下，水流由进口，通过进口止回阀，经过空气隔断机构和出口止回阀流出。一部分水经过导管到达膜片上方。由于进口止回阀弹簧作用使膜片上方的压力比膜片下方大。膜片驱动空气隔断机构的排水阀，使排水阀关闭。当进水管路停水压力降低时，进水止回阀和出水止回阀关闭。使隔膜下方压力大于隔膜上方压力。隔膜驱动空气隔断机构排水阀打开排水，使隔膜下方压力变低，当进口形成真空时空气隔断机构完全打开，使空气进入阀门中腔。形成空气隔断。使出口水不会流进进口管路。

优点：

一体式结构体积小重量轻节省安装空间；

双止回阀加空气隔断机构保证水完全不倒流；

低流阻为节能降耗提供保证；

模块化止回阀组维护维修更简单容易。

缺点：受阀门的设计影响，安装管线必须预留排水口，供阀门排水用。

大口径倒流防止器几种工作状态的图示：

小口径倒流防止器几种工作状态的图示：

水力控制阀：

水力控制阀是一种以管道内介质压力为动力，进行启闭、调节、控制的阀门。

水力控制阀是以管道介质压力为动力，进行启闭、调节的阀门。它由一个主阀和附设的导阀、导管、针阀、球阀和压力表等组成、根据使用的目的、功能场所的不同，可演变成各种功能的阀门。导阀随介质的液位和压力的变化而动作，由于导阀种类很多，可以单独使用或几个组合使用，就可以使主阀获得对水位和水压及流量等进行单独和复合调节的功能。

主阀阀体类似截止阀，阀门全开时，其压力损失比其他阀门要大得多，且各个开度损失系数越是与全闭状态接近，越是剧增，阀门口径越大就越显著。

安装使用与维护：

阀门应设置在介质单向流动的管路上；

水力控制阀主阀体上的箭头方向必须与管路系统流向一致；

阀门水平安装时，阀盖、阀杆应朝上。垂直安装时，阀盖、阀杆应朝外；

接水力控制阀管段不应有气堵、气阻现象。在管网最高位置等存气段应设置自动排气阀；

建议阀门安装一用一备，便于维修过程中不影响供水使用；

阀门进水前端必须安装过滤器；

工程中水力控制阀的设置应当有足够的空间，以便管理、操作、安装和维修，并应符合管路对阀门的要求；

阀门首次使用前必须冲洗管路；

定期检查维护阀门。

平衡阀：

平衡阀是在水力工况下，起到动态、静态平衡调节的阀门。

平衡阀是一种特殊功能的阀门，它具有良好的流量特性，有阀门开启度指示，开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀。利用专用智能仪表，输入阀门型号和开度值，根据测得的压差信号就可直接显示出流经该平衡阀的流量值。

1.静态平衡阀原理：

通过改变阀芯与阀座的间隙（开度），来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到热平衡的作用。

2.动态流量平衡阀：

跟据系统工况（压差）变动而自动变化阻力系数，在一定的压差范围内，可以有效地控制通过的流量保持一个常值，即当阀门前后的压差增大时，通过阀门的自动关小的动作能够保持流量不增大，反之，当压差减小时，阀门自动开大，流量仍照保持恒定，但是，当压差小于或大于阀门的正常工作范围时，它毕竟不能提供额外的压头，此时阀门打到全开或全关位置流量仍然比设定流量低或高不能控制。

3.动态压差平衡阀：

用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，从而使在工况变化时能保持压差基本不变，它的原理是在一定的流量范围内，可以有效地控制被控系统的压差恒定，即当系统的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，它能保证被控系统压差增大反之，当压差减小时，阀门自动开大，压差仍保持恒定。自力自身压差控制阀，在控制范围内自动阀塞为关闭状态，阀门两端压差超过预设定值，阀塞自动打开并在感压膜作用下自动调节开度，保持阀门两端压差相对恒定。

平衡阀优点：

1.直线型流量特性，即在阀门前后压差不变情况下，流量与开度大体上成线性关系；

2.有精确的开度指示；

3.有开度锁定装置，非管理人员不能随便改变开度；表连接，可方便地显示阀门前后的压差及流经阀门的流量。

平衡阀缺点：平衡阀的原理是阀体内的反调节，当入口处压力加大时，自动减小通径，减少流量的变化，反之亦然。如果反接，这套调节系统就不起作用。而且起调节作用的阀片，是有方向性的，反向的压力甚至可以减少甚至封闭流量。

平衡阀选择安装维护：

一.平衡阀使用场所：

管网系统中需要保证设计流量的环路都应安装平衡阀，每个环路中只需安装一个平衡阀。

1）机组锅炉、冷水机组之间的水流量的平衡。

2）热力站的一次、二次环路水流量的平衡。

3）供热管网中各单体之间水流量的平衡。

4）单体内采暖（空调）水力系统中水流量的平衡。

二.平衡阀安装与维护要点：

1）建议安装在回水管上。

2）尽可能安装在直管段上。

3）注意新系统与原有系统水流量的平衡。

4）不应随意改变平衡阀的开启度。

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