侧向式止回装置性能研究与比较分析

水资源作为重要的战略性资源之一，它的高效利用和有效管理被世界各国所高度重视，随着社会生产力的提高、城市人口的增加以及人民生活水平的不断改善，人们对城市供水系统的要求也越来越高。而泵站工程作为重要的供水设施，在为我国国民经济发展作出巨大贡献的同时，也存在着严重的安全防护问题，其中水锤事故给人们的生产生活带来的影响和损失尤为严重，因此，实现供排水系统的安全运行具有重要的经济意义和社会意义。

本书以保证供排水系统安全运行为基础，以止回装置的节能、高效和可靠为目的，通过对供排水系统止回装置结构和功能的研究，对侧向式止回装置和斜置双瓣止回阀两种优秀止回装置进行了技术方案研究及可行性分析，并以在供排水系统中表现优越的多功能水力控制阀为研究对象，对其关阀控制进行优化，并针对管路系统水锤，制定防护方案，为泵站供排水系统水锤防护提供参考。

在对节能型侧向式全自动止回装置进行性能研究时，经数值模拟、现场试验、理论分析，发现液力自动阀和侧翻式拍门两类新型止回装置分别在减振和节能方面优于悬挂式拍门。侧翻式拍门在节能降耗方面占有明显优势，但在减振方面有所欠缺；液力自动阀在减振减噪及提高泵站安全运行方面占有明显优势，但在节能降耗方面有所不足，而在排涝能力方面，两类新型装置都要明显优于悬挂式拍门。在止回装置的更新改造过程中，应符合运行开启角大、闭门撞击力小、维护管理方便、节省工程造价的原则，对泵出口处于自然状态或低水位淹没状态的泵站，可采用自由侧翻式拍门装置作为止回装置；对泵出口有较高淹没或长期处于淹没状态的泵站，为保障泵站管路及堤坝泵房安全，可采用液力自动阀作为止回装置。

斜置双瓣止回阀按照阀门设计规范以及设计方案进行设计，它的开启角度更大、阀瓣启闭更为灵活，全开时能够达到88°，止回阀内部流道通畅，流量大，通流能力更好；对30°、50°、70°、80°及88°工况下的内部流动状态进行数值模拟，通过压力云图、湍动能云图、速度云图、速度矢量图以及流速ν=1m/s下的压力损失值，计算出流阻系数及流量系数，发现其在全开工况下的流阻系数均小于其他止回阀，流阻系数更小，能量损失少，具有运行时水力小、节省电费及能耗低等优点，并通过试验进行了验证，为后续流体系统节能改造及阀门结构改进提供了一定的参考。(www.xing528.com)

对比其他常用水锤防护设备的特点及水锤防护效果，多功能水力控制止回装置在各个方面均有着优异的表现，研究发现使用多功能水力控制阀对泵送管路系统的停泵水锤进行防护时，不同的阀门快关角度和慢关时间会对管道的压力波动产生不同影响，选择合适的慢关时间能够使泵送管路系统的运行更加安全、经济。但是在输水管路中仅使用自力控制阀有时还无法消除停泵水锤产生的负压，需要增设其他水锤防护设备来消除负压，因此通过对两个输水工程实例使用HAMMER软件对不同的水锤防护方案进行模拟分析，发现在自力控制阀+单向调压塔、自力控制阀+空气阀、自力控制阀+2单向调压塔、自力控制阀+空气阀单+向调压塔等方案中，经过综合对比考虑，自力控制阀+空气阀方案是更好的选择。

伴随着阀门技术、数值分析方法及计算软件的飞速发展，未来新型止回装置的研究将会更加深入，作为流体系统中的关键部件之一，止回装置的节能问题将会受到更多的关注，未来也会诞生更多性能更好的新型止回装置，而止回装置的设计及应用也会推动阀门领域以及流体系统领域的发展。