上海申弘阀门有限公司
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之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍污水泵站缓闭止回阀水锤计算该工程的设计与施工分成两个部分，即：污水泵站、泵站排海压力管工程。泵站装机6台H=201.88kPa，Q=1660m3/h(4用2备)，目前装机3台(2用1备)。 地下式泵房，压力管全长为4060m，DN10000，大泵出口段管径为DN500。由于压力管沿途要过河、已建路、海堤等，设有虹吸、倒虹吸段，故属于水泵扬程大、输水管线长、高程变化大的输水系统。这种系统在实际运行中极易发生水锤，而该工程又属于泵站与压力管线分开设计，故没有进行水锤计算。但从泵站运行安全、维修方便角度出发，在泵出口设置了缓闭止回阀，在泵站出口设置了调压井，从而降低整个系统的水锤压力，降低整个系统的设计压力，以节约土建、设备投资，提高系统运行的安全性。
污水泵站缓闭止回阀水锤计算止回阀定义
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，又称逆止阀、单向阀、逆流阀、和背压阀。
止回阀作用
止回阀属于一种自动阀门，其主要作用是防止介质倒流、防止泵及驱动电动机反转，以及容器介质的泄放。止回阀还可用于给其中的压力可能升至超过系统压的辅助系统提供补给的管路上。本标准规定了给排水用缓闭止回阀(以下简称缓闭止回阀)的产品分类、要求、试验方法，检验规则、标志、包装，运输及贮存的基本要求。
本标准适用于公称压力PN≤4．0MPa，公称通径DN≤4000mm ，工作温度不大于80℃，工作介质为饮用水、原水、工业循环水、海水，污水及其他非腐蚀性介质的法兰连接的缓闭止回阀．
2 引用标准
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探时使用下列标准版本的可能性。
GB／T 9112—1988 钢制管法兰类型
GB／T 12220—1989 通用阀门 标志
GB／T 12221—1989 法兰连接金属阀门 结构长度
GB／T 12236—1989 通用阀门 钢制旋启式止回阀
OB／T 12238—1989 通用阀门 法兰和对夹连接蝶阀
GB／T 13927—1992 通用阀门 压力试验
CB／T 13932—1992 通用阀门 铁制旋启式止回阀
CB／T 17241．6一1998 整体铸铁管法兰
GB／T 17241．7—1998 铸铁管法兰 技术条件
JB／T 5296—1991 通用阀门 流量系数和流阻系数的试验方法
JB／T 7748—1995 阀门清洁度及检查方法
JB／T 7928—1995 通用阀门 供货要求
3 定义
本标准采用下列定义。
缓闭止回阀 slow closure type check valve 启闭件(阀瓣、蝶板)借助或不借助介质作用力，自动阻止介质逆流，并设有缓闭装置，是能够防止破坏性水锤的一种阀门。
4 分类
4．1 产品分类
4.1.1 按结构分为：
a)旋启式缓闭止回阀；
b)蝶式双瓣缓闭止回阀；
c)蝶形缓闭止回阀．
4.1．2 按缓闭装置中采用的阻尼介质分为
： a)油压缓闭止回阀：阻尼介质采用机械油，
b)水压缓闭止回阀；阻尼介质采用水．
4.1．3 按缓闭装置形式分为：
a)自阻尼缓闭止回阀：缓闭装置装在阀体内，管道介质作为阻尼介质；
b)外阻尼缓闭止回阀：缓闭装置装在阀体外，非管道介质作为阻尼介质；
c)液控蝶形缓闭止回阀(简称液控蝶形止回阀)：由液动装置控制级闭装置活塞至工作状态，重锺势能控制缓闭装置自动分阶段按程序关闭阀门，具有切断和缓闭止回两种功能，能实现泵阀联动控制。
4.2 结构形式
缓闭止回阀的结构形式
止回阀的分类
止回阀根据其结构和安装方式可分：
一、旋启式止回阀：旋启式止回阀的阀瓣呈圆盘状，绕阀座通道的转轴作旋转运动，因阀内通道成流线形，流动阻力比升降式止回阀小，适用于低流速和流动不常变化的大口径场合，但不宜用于脉动流，其密封性能不及升降式。旋启式止回阀分单瓣式、双瓣式和多半式三种，这三种形式主要按阀门口径来分，目的是为了防止介质停止流动或倒流时，减弱水力冲击。
二、升降式止回阀：阀瓣沿着阀体垂直中心线滑动的止回阀，升降式止回阀只能安装在水平管道上，在高压小口径止回阀上阀瓣可采用圆球。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。其结构与截止阀相似，阀体和阀瓣与截止阀相同。阀瓣上部和阀盖下部加工有导向套简，阀瓣导向简可在阀盏导向简内自由升降，当介质顺流时，阀瓣靠介质推力开启，当介质停流时，阀瓣靠自垂降落在阀座上，起阻止介质逆流作用。直通式升降止回阀介质进出口通道方向与阀座通道方向垂直；立式升降式止回阀，其介质进出口通道方向与阀座通道方向相同，其流动阻力较直通式小。
三、碟式止回阀：阀瓣围绕阀座内的销轴旋转的止回阀。碟式止回阀结构简单，只能安装在水平管道上，密封性较差。
四、管道式止回阀：阀瓣沿着阀体中心线滑动的阀门。管道式止回阀是新出现的一种阀门，它的体积小，重量较轻，加工工艺性好，是止回阀发展方向之一。但流体阻力系数比旋启式止回阀略大。
五、压紧式止回阀：这种阀门是做为锅炉给水和蒸汽切断用阀，它具有升降式止回阀和截止阀或角阀的综合机能。
水锤计算
水锤类型判别
μτ0=aυ0τ0/(2gH0)
式中 μ——水管特性常数，μ＝aυ0/2gH0
υ0——阀门全开启时的管道流速，m/s
a——介质的水锤波速(介质为水时，取a=1000 m/s)
H0——上、下游水头差或水泵扬程，kPa
τ0——无量纲阀门开度(τ0为起始开度)
阀门全开时，τ0=1.0，每台水泵流量Q=1 660m3/h、扬程H=201.88 kPa。
因为zui不利工况为2台水泵同时断电(目前泵站装机3台,为2用1备)，届时管内流速v0＝1.174 2 m/s。当上、下游水头差H0=88.10 kPa，则μ=6.657，μτ0＝6.657＞1，属极限水锤。当H0=201.88kPa(水泵扬程)，则μ=2.905，μτ0＝2.905＞1，属极限水锤。
水锤计算
采用下列公式：
Hmax＝(1+hm)H0
式中 Hmax——zui大水锤压力，kPa
hm——zui大水锤压力相对值
对于极限水锤，hm＝σ／2+［(σ+（σ2+4)1/2］
式中 σ——水管特性常数，σ＝Lv0gH0Ts
L——管道长度，L=4 160 m
Ts——阀门关闭时间，s
水锤计算结果见表1。
表1 水锤计算表
水头 关闭时间 Ts＝10s Ts＝20s Ts＝30s Ts＝40s Ts＝50s Ts＝60 s H0＝88.10 kPa σ=4160×1.1742 σ＝2.769 σ＝1.846 σ＝1.385 σ＝1.108 σ＝0.923 /(9.81×8.99×10) hm＝8.56 hm＝4.22 hm＝2.64 hm＝1.88 hm＝1.44 =5.539 hm=5.539(5.539+ Hmax＝842.21 Hmax＝459. Hmax＝320. Hmax＝253.72 Hmax＝215.01 (5.5392+4)0.5)/2 kPa 91 kPa 65kPa kPa kPa =31.65 Hmax=(1+31.65) ×88.10=2876.46kPa H0＝201.88 kPa σ＝2.417 σ＝1.209 σ＝0.805 σ＝0.604 σ＝0.483 σ＝0.40 hm＝6.71 hm＝2.14 hm＝1.19 hm＝0.81 hm＝0.61 hm＝0.49 Hmax＝1556.53 kPa Hmax＝633.86 Hmax＝442.07 Hmax＝365.44Hmax＝325.06 Hmax＝300.76 kPa kPa kPa kPa kPa 计算结果分析
污水泵站采用的HH44X—10型缓闭阀的工作原理如下：
在进口端介质压力作用下，阀瓣自动开启到位，同时，液压缸内活塞上升到zui高位置，阀门开启。当停泵或介质停止流动时，阀瓣在自重和回水压力下，首先迅速关闭到缓闭角位置，然后再慢关到全闭位置，以达到既停止介质大量倒流，又防止水锤升压的目的。
另外，可旋转缓闭调节阀来调节缓闭时间长短（即可调节Ts），顺时针调节时缓闭时间延长，逆时针调节时缓闭时间缩短。
主要性能参数：
公称压力：1 MPa
介质流速：≤5 m/s
缓闭角：16°
进行系统的水锤计算，目的就是找到合适的关闭规律，确定阀门关闭时间(Ts)，从而确定土建结构设计强度，确定管道设计的工作、试验压力等级，确定调压井的高度等。
通过水锤计算表可以看出：无论上、下游水头差，还是水泵机组的扬程，只当Ts≥40 s时，即阀门从全开到全关要用40 s时，管道中的水锤值分别小于320.65 kPa、365.44 kPa。
根据水锤计算结果，扬程H=201.88 kPa、关闭时间Ts=40 s时的水锤压力值应选择较大值，据此确定泵站排海压力管工程的设计管道及混凝土结构的混合室内部工作压力为392.0 kPa，试验压力为588.00 kPa，从而确定管材为：泵站出口段、管桥段采用14 mm厚钢管，压力管末梢段采用承插接口的预应力混凝土管。
微阻缓闭止回阀的调试与运行
1 开机调试前准备工作
该阀的调试必须在启动中进行，在开机前对阀局部机构做如下定位：
（1）给隔离装置胶囊(12)先注满水；
（2）对微量调节阀(10)先打开一半；
（3）活塞调节螺杆的调节，将使调节器拉杆往外拉出全长的1/3，活塞便可伸出2/3并将调节螺杆螺母固定；
（4）关闭排污阀(14)，打开单向阀(16)。
通过以上的粗调后，便可开机启动水泵，在水泵开启后观察活塞拉杆是否推上去。如果在水泵开启数分后，活塞及拉杆同时推上去，说明工作正常，如果拉杆还推不上去，说明活塞没有推上去，这时应该查出原因，进行排除，排除的方法有以下几种：
(1) 检查单向阀(16)是否打开；
(2) 检查压力管道是否漏汽、 漏水；
(3) 打开活塞处的排汽阀(17)，看是否有压力水。如果没有压力水，应该进一步检查隔离装置里的胶囊(12)。
以上检查中如果没有发现问题，方可进行调试。
2.2 调试
(1) 观察活塞回来的速度。先打开活塞装置处的排汽阀(17)，观察活塞螺杆的回来速度，时间在15～30s即可。
(2) 关闭活塞装置处的排汽阀(17)，此间活塞及拉杆同时推上去，同时应观察活塞螺杆(8) 上去的时间，应在15～30s之间。
(3) 活塞拉杆上去的时间快慢是靠微量调节阀来实现的。顺时针小，反之大。
初调后就可停机，在停机时要观察是否缓闭消声，机组是否倒转。如果缓闭消声而不产生倒转，说明已调试好了，如产生倒转说明微量调节阀(10)调的太大，这时应该向顺时针调。反之，就达不到消声的目的，可能产生水锤。所以，根据停机时的实际情况决定微量调节阀(10)调节的大小。
2.3 运行
通过以上调试，该阀就可正常运行了，在运行中应注意以下事项：
（1）在运行中首先要保证有一定的压力水；
（2）一定要保持活塞及调整螺杆同时推上去；
（3）定时打开排污阀。
结论
①泵站调试期间,建议3台机组上安装的缓闭阀关闭时间确定为Ts≥40 s。
②正常运行期间，禁止2台机组同时停机。
③另外,关于止回阀的选择,应注意其关闭规律,为二段关闭:*段在较短时间内阀瓣关到小开度(本工程选用16°),然后缓闭其余开度。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀
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