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离心泵出口止回阀的作用与选型

作者: 美国MILLER米勒阀门中国运营中心 时间:2022-09-14 15:53:28 阅读:95

离心泵出口止回阀的作用

离心泵出口的止回阀的作用就是防止出口管路中的液体倒流形成水锤造成泵内叶轮损伤。止回阀的安装与泵的多少无关,止回阀主要为了在泵停止运行后,防止液体回流,使泵倒转,从而造成损坏泵的事故。

出口止回阀.jpg

泵出口止回阀的安装

  1. 旋启式止回阀一般安装在水平管道上:对于口径DN<80mm的止回阀,也可安装在垂直或向上倾斜的管道上。

  2. 直通式升降式止回阀应安装在水平管道上;立式升降式止回阀必须安装在垂直管道上,介质为自下而上流动。

  3. 由于止回阀容易损坏,因此,应靠近泵出口安装止回阀,在止回阀上部设有切断阀(一般用球阀或闸阀),方便检修。

  4. 为便于止回阀拆卸前泄压,对于止回阀本身不带放净阀的,应在止回阀与切断阀之间加装泄压用放净阀。

防止水力冲击对止回阀密封面损坏的保护措施

止回阀的设置,起到了防止物料倒流,避免泵叶轮遭受液击的作用。但就止回阀本身而言,设置不当,会造成水击所产生的阀瓣对阀座的突然撞击,损及止回阀密封面。因此,应采取以几点保护措施。

  1. 对于泵出口设置>80mm的旋启式止回阀,应采用水平安装方式,以减弱阀瓣回座及产生的撞击。

  2. 对于泵出口止回阀口径大于等于150mm的管路,应在止回阀前后设置旁路,防止阀前压力上升过高,对止回阀密封面造成的损害。

  3. 对泵排出管路起点和终点压力较高管路,不允许设置旁路的,可采取以下措施:设置安全阀以代替旁路阀。其作用与旁路阀相似。它设置在止回阀出口附近,当水击使压力升高时,可将一部分水放出以防止压力继续增高造成的损害。


"止回阀"的选型

  1. 为了防止介质逆流,在设备、装置和管道上都应安装止回阀;

  2. 止回阀一般适用于清净介质,不宜用于含有固体颗粒和粘度较大的介质;

  3. 一般在公称通经50mm的水平管道上都应选用立式升降止回阀;

  4. 直通式升降止回阀在水平管道和垂直管道上都可安装;

  5. 对于水泵进口管路,宜选用底阀,底阀一般只安装在泵进口的垂直管道上,并且介质自下而上流动;

  6. 升降式旋启式密封性好,流体阻力大,卧式宜装在水平管道上,立式装在垂直管道上;

  7. 旋启式止回阀的安装位置不受限制,它可装在水平、垂直或倾斜的管线上,如装在垂直管道上,介质流向要由下而上;

  8. 旋启式止回阀不宜制成小口径阀门、可以做成很高的工作压力,PN可达到42MPa,而且DN也可以做到很大,最大可以达到2000mm以上。根据壳体及密封件的材质不同可以适用任何工作介质和任何工作温度范围。介质为水、蒸汽、气体、腐蚀性介质、油品、药品、等。介质工作温度范围在-196--800℃之间;

  9. 适用场合是低压大口径,而且安装场合受到限制;

  10. 蝶式止回阀的安装位置不受限制,可以安装在水平管路上,也可以安装在垂直或倾斜的管线上;

  11. 隔膜式止回阀适用于易产生水击的管路上,隔膜可以很好地消除介质逆流时产生的水击,它一般使用在低压常温管道上,特别适用于自来水管道上,一般介质工作温度在-12--120℃之间,工作压力<1.6MPa,但隔膜式止回阀可以做到较大口径,DN最大可以达到2000mm以上;

  12. 球形止回阀适用于中低压管路,可以制成大口径;

  13. 球形止回阀的壳体材料可以用不锈钢制作,密封件的空心球体可以包裹聚四氟乙烯工程塑料,所以在一般腐蚀性介质的管路上也可应用,工作温度在-101--150℃之间,其公称压力≤4.0MPa,公称通经范围在200—1200之间;

  14. 对于不可压缩性流体用止回阀选择时首先要对所需要的关闭速度进行评估,第二步是选择可能满足所需要的关闭速度的止回阀的类型;

  15. 对于可压缩性流体用止回阀选择时可以根据不可压缩性流体用止回阀的类似方法来进行选择,如果介质流动范畴很大,则用于可压缩性流体的止回阀可使用一减速装置,如果介质流连续不段地快速停止和启动,如压缩机的出口那样,则使用升降式止回阀;

  16. 止回阀应确定响应的尺寸,阀门供应商必须提供选定尺寸的资料数据,这样就能找到给定流速下阀门全开时的阀门尺寸大小;

  17. 对于DN50mm以下的高中压止回阀,宜选用立式升降止回阀和直通式升降止回阀;

  18. 对于DN50mm以下的低压止回阀,宜选用蝶式止回阀、立式升降止回阀和隔膜式止回阀;

  19. 对于DN大于50mm、小于600mm的高中压止回阀,宜选用旋启式止回阀;

  20. 对于DN大于200mm、小于1200mm的中低压止回阀,宜选用无磨损球形止回阀;

  21. 对于DN大于50mm、小于2000mm的低压止回阀,伊选用蝶式止回阀和隔膜式止回阀;

  22. 对于要求关闭时水击冲击比较小或无水击的管路,宜选用缓闭式旋启止回阀和缓闭式蝶形止回阀。


"止回阀"失效的危害

由于止回阀失效,导致乙炔倒流回循环水车间,通过排水阀泄漏,扩散到车间内,遇到点火源,导致爆炸,造成3名员工死亡,1名员工严重受伤。


止回阀设置的设计标准

  1. 《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047-93,2.2.7规定:物料倒流会产生危险的设备管道,应根据具体情况设置自动切断阀、止回阀或中间容器等。

  2. 石油化工企业防火设计规范》GB50160-2008,7.2.7规定如下:公用工程管道与可燃气体、液化烃和可燃液体的管道或设备连接时应符合下列规定:

    a)连续使用的公用工程管道上应设止回阀,并在其根部设切断阀;

    b)间歇使用的公用工程管道上应设止回阀和一道切断阀或设两道切断阀,并在两切断阀间设检查阀;

    c)仅在设备停用时使用的公用工程管道应设盲板或断开。

  3. 《石油化工企业防火设计规范》GB50160-2008,7.2.11,规定如下:离心式可燃气体压缩机和可燃液体泵在其出口管道上安装止回阀。

  4. 国内某工程公司的内部设计规定,:在泵的出口应考虑下列设置以防止倒流,当泵出口压力:

  1. P≦4.0MPa:一个单向阀;

  2. 4.0MPa<p≦8.0mpa:不同类型的两个单向阀;

  3. 8.0MPa<p:不同类型的两个单向阀,在总管上增加一个低低流量自动切断阀。

当泵、压缩机等进出口压力相差过大时,或者连续使用的公用工程接入危险物料系统时,止回阀不能有效阻止物料逆流,即使是2个止回阀也不能视为有效止回设计。在做HAZOP分析时,建议使用逆流这个偏离进行危害分析。对于防止高压物料逆流回低压系统,可能造成重大过程安全事故时,可以在有一道止回阀设计的基础上,增加以下三个选择之一:

  1. 泵或压缩机停联锁关闭出料阀;

  2. 出料流量低低联锁关出料阀;

  3. 出料阀两端压差低低联锁关出料阀。


补充:泵启动时,到底要不要关闭出口阀?

一般情况下,启动离心泵,按照规范应该,先将泵腔充满介质后,关闭出口阀,然后开启泵,目的是:一方面防止启动电流过大损毁电机;另一方面防止启动泵后导致瞬时失压,造成泵气蚀。但很多问题不能一概而论!

对于低流量低扬程的泵,关闭或不关闭出口阀门问题都不大.

对于大型的机泵往往微开出口,是为了防止启动后阀门前后压差大,出口阀门不容易开动,所以微微打开一点出口阀门开度。

有的离心泵由于预热等需要,会将出口阀稍开一点。

如果是带吸程的话,要全闭出口阀门,然后开阀门(不是自吸泵),还要打开泵体排气阀。

对于一些特殊工况,出口阀不能开,比如说,液态丙烯,如果出口阀先开,丙烯都汽化,泵肯定起不了压,所以肯定是先关闭阀门,起泵再迅速开出口阀。


以上说的都是离心泵,对于其他类型泵,情况如下:

  1. 轴流泵的大流量启动特性——全开阀启动

    轴流泵在零流量工况时轴功率最大,为额定轴功率的140%~200%,最大流量时功率最小,所以为了启动电流最小,轴功率的启动特性应是大流量启动(即全开阀启动)。

  2. 混流泵的启动特征——全开阀启动

    混流泵在零流量工况时轴功率介于上述两种泵之间,为额定功率的100%~130%,所以混流泵的启动特性也应是上述两种泵之间,最好全开阀启动。

  3. 旋涡泵的启动特征——全开阀启动

    旋涡泵在零流量工况时轴功率最大,为额定轴功率的130%~190%,所以与轴流泵相似,旋涡泵的启动特性应是大流量启动(即全开阀启动)。