在电力行业热力系统中,需将热井中凝结水通过凝结水泵经各低压给水加热器送到除氧器,或将除氧器中的水通过给水泵经各高压给水加热器送到锅炉省煤器和汽包。凝结水系统及给水系统是两种非常关键的自动控制系统,既要确保准确供水,又要保证在负荷变化的状态下确保供水设备的**运行。目前两种较为典型的控制方案为泵出口压力控制系统和旁路控制系统。
2 泵出口压力控制系统
典型的泵出口压力控制系统如图1所示。在负荷正常(即30%~100%)时,泵不断运转,通过电动给水调节阀向下游设备供水。另外,为了确保供水压力恒定,即使在正常负荷时,自力式阀前压力调节阀也始终有某一开启度。经自力式阀前压力调节阀向储液罐排放,既浪费了能源且需增设止回阀,故运行成本提高。
3 旁路控制系统
典型的旁路控制系统如图2所示。在正常负荷时,泵通过止回阀、电动给水调节阀向下游设备供水。旁路在低负荷(≤30%)时,由流量变送器、调节器发出指令信号控制电动排水调节阀将多余的水排至储液罐。同样,该系统需增设止回阀,并且增加了流量变送器、调节器等,初次投资成本大大上升,且需要外部能源。
4 泵再循环自动调节系统
泵再循环自动调节系统如图3所示。与旁路控制系统相比,该系统用泵再循环自动调节阀取代了止回阀、流量变送器和调节器,并具有节能、低成本和多功能的特点。
(1)节能:与典型的旁路控制系统相比,取消了流量变送器、调节器。因取消的产品都需电力驱动。故该系统属节能型系统。 (2)投资少:与图1、图2相比,取消了止回阀及其他控制仪表,所以总投资明显下降,为用户带来了明显的经济效益。 (3)功能全:该系统的功能完全与旁路控制系统的功能一致,具备了流量测量、*小流量限定和止回等多项功能。
①止回功能:在泵停止运转时,下游高压水不会经泵流回上游。本产品特殊的缓冲阻尼机构,动作时无撞击声。 ②流量测量功能;取消了旁路控制系统中的流量变送器后,应掌握泵的负荷,系统应具有流量测量功能。本产品主通道中的阀芯,能感知流量值,并随之改变开启度。 ③*小流量限定功能:在负荷低至*小值时,主阀芯关闭,只有超过此值时,才开启。且此值出厂前可按用户要求设计并调试。 ④调节功能:在正常负荷阶段(30%~100%)及非正常负荷阶段(≤30%)应自动发出指令控制旁路关闭或开启,在图2中该指令由调节器执行和完成。 ⑤泄压功能:低负荷时,避免泵过载及过热气化而造成损坏,应将下游多余的水经旁路排至泵入口端。本产品中旁通阀芯具有泄压功能作用。 ⑥防空化、抗气蚀功能:处于高压差运行下的旁路阀芯采用了特殊的结构设计,避免了“空化”现象发生,延长了阀门使用寿命。
5 工作原理
多功能泵再循环自动调节阀阀体部分与三通分流阀相似,为一个流入口,两个流出口。但与一般的三通分流阀有很大区别,即两个流出口都为常闭型,初始状态都严密关闭,有利于泵快速启动。在泵流量为30%以上时,主路开启,旁路仍关闭。在主路全开后,若流量仍过大时(这种情况在一台泵向多用户供水时),主路及旁路都开启,避免用户间相互干扰。在流量<30%直至0时,主路关闭,旁路全开,下游高压水快速向泵入口排放。故从主路及旁路开、关情况看,可以是两个都关,两个都开,或一开一关及一关一开的状态。而开关情况都和泵的运行情况密切相关,这是一般三通阀难以达到的。
6 结语
上海科力达自控阀门有限公司结合电力行业给水系统需要,开发了多功能泵再循环自动调节阀。经现场使用,该阀性能达到并超过了同类产品技术要求。该产品无需任何外加能源,利用介质本身流量变化自动控制给水量,自动供水或排水,实现系统的**可靠供水。