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管力阀与多功能水泵控制的技术对比

发布时间:2016-12-10      点击次数:1560

管力阀与多功能水泵控制的技术对比

多功能水泵控制阀是在消化吸收以色列同类产品的先进技术,并经重大改进而研制成功的水泵出口控制阀,我公司从 1998 年开始生产和销售 BFDS 型多功能水力控制阀。该阀利用管网介质压力驱动和控制阀门工作,具有截流止回、轻载启泵、消除水锤、自动控制,流量调节、远程显示等功能,用于水泵出口,有效保护水泵及管网设备的安全。

 

 

通过技术升级,我公司于 2002 年开发和推出了第二代产品 BFDZ 型液力自动阀,该阀是在多功能水泵控制阀的基础上结合液控蝶阀(引进意大利技术)的优点研制而成,具有多功能水泵控制阀的所有功能和液控蝶阀的独特优点,是多功能水泵控制阀和液控蝶阀的更新换代产品。2003 年列入了国家级火炬计划项目—多功能液力自动控制阀(编号:2003EB041212);2004 年通过了省级科学技术成果鉴定—BFDZ 型液力自动阀(成果登记号 943Y20050047):“该阀在密封可靠性、寿命、自力阀门口径,流阻系数技术性能方面达到国际先进水平”; 2005 年被授予上海市“名优产品”称号;

 

公司随着在水泵出口控制阀设计经验的不断积累与成熟,并在我公司博士后站研究中心的主导下,通过对泵控阀门的深入研究,良好的结合理论与实际,成功研发出了第三代水泵出口控制阀—BFDG 型管力阀。该阀与多功能水泵控制阀、液力阀一脉相承,继承了前面两种阀门的优势与良好性能,同时参照美国止回阀技术在结构上进行了重大改进,获得长沙市 2011 年度科技进步三等奖。该阀采用了 7 项专利技术:

 

1、BFDG 型管力阀有活塞式(本公司专利:ON200620051093.1)与膜片式(本公司专利:2006850051094.6)

 

两种控制腔结构,可根据市场需求广泛适应于多种工况压力与介质;

 

2、采用偏心蝶阀技术(本公司专利:ZL02223460.8),其体积和重量只有 BFDS 型多功能水泵控制阀

 

的 1/2—1/3,与 BFDZ 型液力阀相当;

 

3、采用大小阀板组合技术(本公司专利:ZL03227136.0)和独特的小阀板缓闭结构(本公司专利:

 

ZL200720064765.7)大阀板快速关闭截流止回,安全可靠;小阀板缓慢(速度可调)关闭,消减水锤压力;

 

4、采用阀位数字显示技术(本公司专利:ZL01213526.7),既能以数字形式显示阀门的开度,还可以

 

输出 4—20 mA 直流电信号,供计算机集中控制使用。

 

5、采用软硬组合密封技术(本公司专利:ZL01249431.3),有效解决了大口径阀门的密封难题,并大

 

幅延长了密封面的无泄漏使用时间;

 

6、采用大阀板独立悬挂技术(本公司发明专利:200410046673.7),转动灵活,安全可靠;

 

7、采用控制腔顶置技术(本公司专利:ZL200620051914.1),美化了阀门外观,同时方便了安装维护

可安装于地沟、地表等各种场合,而不用破坏原土建设施。

 

管力阀与多功能水泵控制阀的性能对比

 

 

 

项 目

主阀结构形式

 

阻力系数

大阀板运行形式

控制腔形式

控制形式

泄压形式

控制腔位置

旁通管道

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

异 同

 

 

不同点

 

 

 

相同点

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

多功能水泵控制阀

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y 型阀体,

 

截止式结

垂直升降,大阀板快

活塞式、膜片

 

 

 

 

 

 

 

构,阻力系

关阀时有较大的

介质压力驱动

双阀板

顶置

 

硬管连接

 

截止式结构

 

 

 

 

数 1.5-2.5

碰撞声响和震动。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

管力阀

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

蝶式结构、

旋入式结构,并且大

 

 

 

 

 

 

 

蝶式结构

 

蝶板流线设

阀板配有缓冲装置,

活塞式、膜片

介质压力驱动

双阀板

顶置

 

硬管连接

 

 

计,阻力系

关阀无声响、无冲

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

数 0.3-1.1

击。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

蝶式结构体积

 

蝶式结构阻

 

 

 

 

 

 

硬管连接,强

 

小,重量轻,在

 

管力阀阀板惯性矩

 

 

双阀板泄流结

顶置结构

度高,实用寿

 

 

力系数小,

多种控制腔

阀门启闭与水

 

资源日趋紧张趋

 

减小,阀板动作更灵

构,确保任何

便于维护

命长。在运输、

 

 

有利于管网

形式,可适应

泵自动联锁,

对比分析

势下,蝶式结构

 

活。同时采用斜置阀

状况的停泵安

与安装,外

安装、运行中

 

运行的节能

不同的工况

操作简单,动

 

成为主流发展形

 

座,阀门启闭更平

全,杜绝水锤

形统一美

不易损坏,同

 

 

降耗。

介质与压力。

作可靠。

 

式。

 

稳。

事故。

观。

 

时外形整齐美

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

观。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附件一

 

 

管力阀与多功能水力控制阀的能耗对比

 

 

 

管力阀是典型的蝶式结构,为蝶式多功能止回阀,其阻力系数在 0.3-1.1 之间,略大于蝶阀的阻力

 

系数(0.1-0.6);多功能水力控制阀属截止式阀门类中的升降式止回阀类,其阻力系数在 1.5-12 之间;阻

 

力系数的大小直接关系到水头损失的大小,也即关系到管网能量损耗的大小。

 

1、截止式阀门与蝶阀阀门的流场分析:

 

截止式阀门流场分析(进口及出口端均产生漩涡,紊流严重)

CFD 软件蝶式结构阀门流场分析(阀门全开时,其上、下方大部分区域均保持层流状态)

2、节能验算:

以某水厂工况为例,其工况为:水泵出水管径为 1.2 米,流量为 10000 立方米/小时(24 万吨/日),

杨程 24 米。分别选用管力阀和多功能水力控制阀时,其水头损失分别为:

△H1=k1×V2/2g=0.3×2.462/2×9.8=0.093(米)

△H2=k2×V2/2g=1.5×2.462/2×9.8=0.463(米)
 

式中:

△H1——管力阀水头损失;

△H2——多功能水力控制阀水头损失;

K1——管力阀阻力系数,由于阀门为大口径,取下限 0.3;

K2——多功能水力控制阀阻力系数,取下限 1.5;

V——流速,2.46 米/秒。

(V=4Q/πD2×3600=4×10000/3.14×1.22×3600=2.46)

其数学表达式为:

△H=KV2/2g △N=9.8Q△H

式中:△H ———水头损失,米;

K ———阻力系数;

V ———流速,米/秒;

g ———重力加速度,9.8 米/秒 2

△N ——能量损耗,瓦特/小时;

Q ———流量,立方米/秒;

即:水头损失与阻力系数成正比;能量损耗与水头损失成正比。阻力系数越小,其水头损失就越小,

能耗也就越小。阻力系数越大,其水头损失就越大,能耗也就越大。当管网流量较大时,不同阻力系数

的阀门所损耗的能量是有明显的差异的。

从上述结果中可计算得出阀门水头损失在总扬程中的比例:

△H1/H0=0.093/14×100%=0.67%

△H2/H0=0.463/14×100%=3.3%

式中:H0——总杨程,14 米

从上述计算可以看出,多功能水力控制阀的水头损失占总扬程的 3.3%,是管力阀的 5 倍;

以上两种阀门的水头损失之差:

△H=△H2-△H1=0.463-0.093=0.37(米)

其所需能耗为:

N=9.8Q△H

=9.8×10000×0.37

=36240 (瓦特/小时)

=36.24(千瓦/小时);

若每天工作 24 小时,每年工作 300 天,则多功能水力控制阀比管力阀每年多耗电费

M= t△N w

=24×300×36.24×0.5

=130464 (元)

若全年满负荷工作,即:每天工作 24 小时,每年工作 365 天,则多功能水力控制阀比管力阀每年多耗电费:

M= t△N w

=24×365×36.24×0.5

=158818 (元)

式中: t——用电时间,24×365 小时;

w——电费,0.5 元/千瓦×小时;

以上示例说明,管力阀与截止式水力阀相比,不仅在体积上节约材料与安装空间,在性能上更具有

节能降耗的优势,是现代泵房建设中理想的水泵出口自动控制阀。

3、本项目产品结构尺寸、重量及节约电费对比:

根据以上计算公式与参数,按管网流速 2.5 米/秒、电价 0.5 元每度,全年满负荷工作,可计算出相

同口径阀门电费的差异情况如下: (96732ξd²)

 

 

 

多功能水泵控制阀

 

 

 

型号、技术

多功能水泵控制阀

 

 

 

管力阀(蝶式多功能水

 

 

 

 

管力阀

 

 

 

 

 

 

 

年节约

参数

(截止式)

 

 

泵控制阀)

 

 

 

 

电费

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

××

 

 

 

 

重量

 

 

 

 

 

 

 

××

 

 

 

 

 

 

 

 

重量

 

 

 

 

(约)

 

 

 

 

Kg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

DN450,PN10

1000×700×1310

950

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

432×685×870

 

 

 

 

 

420

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

多功能水泵控制阀(截止式) 管力阀(蝶式多功能水泵控制阀)

 

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