浅谈电磁式真空破坏阀在泵站的应用

张继杰

摘要：众所周知，大型泵站的机组功率较大，在设计水泵机组装置断流装置时，一般需要考虑机组启动时电机功率不超过额定功率，这样可以方便机组在设计预订时间内进入稳定状态，同时，当停机或者电机意外失电时，断流装置能及时启动，快速隔断水流，防止由于水流倒流，导致机组反转转速超过飞逸转速，引发事故。本文笔者结合多年来的工作经验，对近年来出现的新设备电磁式真空破坏阀分析研究，以其在盐城大套一站和南阳中心河泵站的成功应用，表明电磁式真空破坏阀开启正常，运行可靠，可以经受住实践的考验。

关键字：电磁式；泵站；真空破坏阀；断流；原理

0 引言

随着我国科学技术的不断发展以及大中型泵站管理水平的不断提高，对泵站电气设备自动化控制程度要求也越来越高。其中，用作断流的主要设备真空破坏阀的自动控制是泵站自动化控制系统的一个重要环节。本文主要阐述了近年来出现的新设备电磁式真空破坏阀，以其结构简单、安装检修简便、投资少、动作灵敏，可靠性高、具备三重保护且安全性高等特点，在当前水利行业中应用也越来越广泛。

大型泵站的机组功率大，在设计水泵机组装置断流装置时，需考虑机组启动时电机功率不超过额定功率，以便机组在设计预订时间内进入稳定状态，同时，当停机或者电机意外失电时，断流装置能及时启动，快速隔断水流，防止由于水流倒流，导致机组反转转速超过飞逸转速，引发事故。因此，大型泵站机组装置断流方式必须可靠、安全，且与机组的开停机过程相适应。断流方式的选择由水泵机组结构形式和泵站出水方式决定的。大型泵站的主要断流方式主要有真空破坏阀断流、快速闸门断流和拍门断流。本文主要研究近年来出现的新设备电磁式真空破坏阀在泵站断流中的应用。

1 真空破坏阀的工作原理

大型泵站出水方式如果采用虹吸式出水流道，一般配真空破坏阀断流。其工作原理是：虹吸管驼峰下缘高于出水侧最高运行水位，真空破坏阀安装在位于虹吸式顶部略偏向出水口位置。正常状态下，真空剖坏阀处于打开状态，流道内充满空气，隔断泵站泵体和出水池水流。在机组启动时，虹吸管内的空气被水流挟带压缩，此时，真空破坏阀需打开，排出流道内空气，形成虹吸满管流的自由通道，机组进入稳定运行状态后，真空破坏阀关闭。停机和事故断电时，真空破坏阀需及时打开，引入空气进入流道，破坏虹吸，防止水流倒流。

2 电磁式真空破坏阀的应用

以往真空破坏阀只有气动式一种，主要靠辅助设备提供的压缩空气来对阀体进行开启和关闭动作，除真空破坏阀本体外，还需配备空压机、储气罐等辅机设备。近年来出现一种新真空破坏阀，采用电磁驱动，结构简单，附属设备少，成功应用于盐城大套一站和南阳中心河泵站。

2.1电磁式真空破坏阀结构图（如图1所示）：

图1 电磁式真空破坏阀结构图

2.2 电磁式真空破坏阀的组成与运行原理

（1）电磁式真空破坏阀的组成。电磁式真空破坏阀主要是由水腔、空气腔、主电磁操作机构、副电磁操作机构及电气控制箱组成，其中，水腔与出水流道相通，空气腔与大气相通。电磁式真空破坏阀属于断电开阀操作，同主水泵同步通、断电。

（2）电磁式真空破坏阀的运行原理

① 设备电气系统接到开机运行指令，主副电磁操作机构动作，阀轴向左快速移动，阀瓣和阀座相密封，水腔和空气腔的大气被割断，想成虹吸现象。

② 设备电气系统收到停机指令后，主副电磁操作机构动作，阀轴向又快速移动，阀瓣和阀座分离打开，在负压作用下，大气经空气腔进入水腔，破坏虹吸现象，阻断水流。

2.3 电磁式真空破坏阀的特点

与传统气动式真空破坏阀相比，电磁式真空破坏阀具有以下三个特点：

（1）结构简单，安装检修简便，投资少

电磁式真空破坏阀所有机构均设置在阀泵体内，仅需电气控制箱安装在阀体旁边，无需其它任何附属设备。安装时只需将阀体与预埋好的底座法兰连接即可。检修时，将主副电磁操作机构外壳打开。由于省去空压机、气罐和相应的管道、闸阀，电磁式真空破坏阀工程投资少。

（2）动作灵敏，可靠性高

电磁式真空破坏阀主要以主副电磁操作机构通断电来实现阀体动作，气动式真空破坏阀需由控制柜发出指令，安装在管道上的电磁阀打开，压缩空气进入真空破坏阀，克服弹簧弹力，推动破坏阀阀体动作。

（3）具备三重保护，安全性高

电磁式真空破坏阀除本体电磁操作机构可以动作外，另还在阀体两边设计了紧急开阀和关阀操作手柄，紧急情况下，如果电磁操作机构故障、阀体不动作，可以人工操作紧急开阀和关阀操作手柄来完成开关阀操作。第三，电磁式真空破坏阀观测窗由有机玻璃制成，可以人工锤击观测窗，分离阀体和阀座，将空气引入流道，完成断流。

3 结束语

目前，盐城大套一站共安装有5台立式轴流泵，南阳中心河泵站共安装有4台贯流式卧式泵，均采用电磁式真空破坏阀断流，两座泵站建成后先后投入排涝运行，电磁式真空破坏阀开启正常，运行可靠，经受住了实践的考验。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。