內膽囊式水錘消除罐(如圖),也叫防水錘氣壓罐。一般用在引水工程、調水工程、水廠改造、高標準農田灌溉項目等需要長距離輸水的場合。安裝在中大型一級泵站或中途加壓泵站的水泵出口端,是輸水管路上一個非常重要的機械設備,可以減輕水錘引起的正水錘、負水錘和彌合水錘。跟調節閥和空氣閥相比,只在水源地安裝即可,不用頻繁維修保養,適用范圍廣。
一、內膽囊式水錘消除罐的工作原理:
內膽囊式水錘消除罐消除水錘的性能極佳,可替代傳統的調壓塔,完全具備雙向調壓塔消除負壓和降低正壓的功能,將管道系統水力過渡過程中壓力波動的幅度限制在安全范圍內,消除水錘事故對管道系統的破壞。
內膽囊式水錘消除罐跟傳統的壓縮型防水錘罐和雙向調壓塔在水力控制方面有著相同的功能:當水泵后出現負壓時,內膽囊式水錘消除罐內積蓄的水在壓縮氣體的推動下快速注入管道內,避免管道中出現負壓,防止管道崩塌;在管道中的水倒流時,一部分管道中的水將注入到內膽囊式水錘消除罐中,通過吸收管道中的水,平衡管道內壓力并吸收水錘波,避免管道出現超壓,防止管道爆裂,保護泵站。
二、內膽囊式水錘消除罐使用功能描述
1) 水錘消除罐連接在水泵出水側的壓力供水管道上,用于消減停泵水錘,由壓力罐(內含氣水分離聚氨酯橡膠或丁基橡膠氣囊)和相關附屬設備等組成。它利用氣體體積與壓力的特定定律(波議耳定律)工作。隨著管路中的壓力變化,水錘消除罐向管道補水或吸收管路中的過高壓力。
2) 當水泵突然停止運行后,壓力供水管道起端處壓力降低,水錘消除罐向管道補水,可以有效平衡低壓,此時罐中水量減少,氣體膨脹;當水錘波返回時,壓力供水管道起端壓力升高,水錘消除罐進水,吸收管道內過高的壓力,罐中水量增加,氣體被壓縮,起了氣墊作用,從而有效抵抗了水錘對管路系統產生的不利影響。
三、全自動水錘消除防護控制系統功能介紹:
內膽囊式水錘消除罐配套全自動水錘消除防護控制系統(選配)旨在減輕系統突然停泵或起泵引起的管道壓力峰值的驟增或驟減,通過控制和調整系統相關元器件的工作方式,將系統壓力波動保持在一個可接受的范圍內,防止災難性故障的發生,從而降低系統的總體運營成本。
控制系統可以實現完全獨立運行,兼容大多數通信協議,也可以輕松連接到任何SCADA 或 PLC 網絡,可以滿足多樣化的應用需求,具備以下功能:
1)可以兼容大多數內膽囊式水錘消除罐產品;
2)直觀的觸摸屏界面;
3)支持與SCADA 系統的以太網和中繼通信;
4)報警和數據日志可以上傳云端,可實時瀏覽或下載查看;
5)提供壓力波動數據記錄與分析報告;
6)斷電后自動重啟;
7)提供云端監控服務;
8)提供遠程報警服務;
防護控制系統主要特點:
(1)液位和壓力雙顯示
全自動水錘消除防護控制系統內嵌液位傳感/稱重傳感模組和壓力傳感模組,將傳感模組信號接入到中央控制系統,結合數據邏輯算法,輸出可視化信號,可以同時顯示罐內實時水壓和實時液位高度。
①顯示罐內實時液位高度
②顯示罐內實時壓力及氣體壓力和體積的乘積值(PV值)
③顯示DCS與設備連接狀態
④顯示電動閥動作狀態
⑤顯示系統運行時間
⑥顯示設備運行狀態
⑦顯示罐內實時水壓
(2)自動補氣
全自動水錘消除防護控制系統通過內嵌的液位傳感/稱重傳感模組和壓力傳感模組,通過接收傳感模組的信號,結合數據邏輯算法,計算罐內實時PV乘積值,并輸出可視化信號,當罐內PV乘積值低于系統預設值,則意味著罐內預充氣壓降低,系統自動啟動補氣模塊,控制空壓機開關動作,打開充氣通路,向罐內補氣,隨著補氣量的增多,罐內PV乘積值逐漸升高,當升高到系統預設值時,系統會自動終止補氣模塊,停止向罐內補氣。
(3)自動排氣
當罐內PV乘積值高于系統預設值,則意味著罐內預充氣壓過高,系統自動啟動排氣模塊,控制電動閥動作,打開排氣通路,向罐外排氣,隨著排氣量的增多,罐內PV值逐漸降低,當降低到系統預設值時,系統會自動終止排氣模塊,停止向罐外排氣。
(4)報警模塊
①當罐內PV乘積值低于或高于系統預設值(也就是水量占比超過系統預設或低于系統預設)時,則意味著罐內預充氣壓存在明顯異常,系統會自動報警并啟動補氣模塊或排氣模塊,當罐內PV值逐漸恢復至系統預設值,系統會自動解除報警,恢復正常狀態。
②當內膽發生泄漏時,底部檢漏裝置傳輸信號給控制系統,系統會自動報警。
(5)用戶后臺設置
全自動水錘消除防護控制系統,后臺界面設置靈活。
① 報警上限:系統預設的最高液位高度,超過此設置,系統報警;
② 報警下限:系統預設的最低液位高度,低于此設置,系統報警;
③ 從站地址:MODBUS-RTU協議,設備地址(范圍1-99);
④ 波特率:MODBUS-RTU協議,通訊速率(范圍4800、9600、19200、38400、57600);
⑤ 空壓機啟動點:PV值低于此值,空壓機啟動,進行補氣;
⑥ 空壓機停止點:PV值高于此值,空壓機停止,停止補氣;
⑦ 電動閥啟動點:PV值高于此值,電動閥啟動,進行排氣;
⑧ 電動閥停止點:PV值低于此值,電動閥停止,停止排氣;
⑨ 系統滿容積:罐體裝滿水時的體積;
⑩ 時間重置:將運行時間重置,系統重新開始計時。