误跳引发的水锤现象及联锁设置要求

    肯富来水泵针对某加氢裂化装置加氢进料泵联锁阀的设置特点，对联锁阀发生误跳的后果进行分析，并用于指导联锁系统的设置。

    某装置设计管道直径为DN300，管道公称压力42MPa，设计压力21MPa，设计温度为350℃，材料为碳钢。泵的最大工作流量为87.4kg /s，额定排出压力为16.8MPa，输送温度为185℃，密度为814.7kg/m3 的高温蜡油。采用InstruCalc 软件对联锁阀误关可能导致的水锤现象可能引发的超压进行了分析。

    一、管道长度对阀门最小关闭时间的要求

    由于缺乏管道空视图等详细设计资料，为研究方便，本文仅对阀前管道长度对联锁阀误关时产生的水锤现象进行分析。采用InstruCalc 计算得到设计压力为21MPa 时，为确保水锤现象产生时引发的管内压力不大于管道设计压力的阀门最小关闭时间，结果如图1 所示。

图1 管道长度对阀门最小关闭时间的影响

    从图中可以看出，随着管道长度的增加，避免联锁阀误关引起的管内因水锤而超压的阀门关闭时间也逐渐增加。总体而言，阀门最小关闭时间与管道长度呈正比。即就避免管道因阀门误关而超压损坏而言，阀前管道越长，所需的联锁阀执行时间也越长。联锁阀执行关闭越迅速，产生的水锤现象越严重，对管道及泵的安全影响越严重。可见，若泵总管出口要设置联锁阀，从降低阀门误关时水锤的危害出发，宜将出口阀设置于距离泵相对较近的位置。若无法满足要求，应适当提高联锁阀关闭时间。

    二、设计压力对阀门最小关闭时间的要求

    佛山水泵厂采用同样的方法，对管道设计压力对多级离心泵出口总管上联锁阀的最小关闭时间的影响进行了计算，结果如图2 所示。

图2 管道设计压力对阀门最小关闭时间的影响

    从图中可以看出，随着管道设计压力的增加，确保管道安全的阀门的最小关闭时间也相应减小，但最小关闭时间的变化与管道设计压力的变化并不呈线性关系。选用压力等级越高的管道，管上阀门切断时间要求越宽松。若管道设计压力与泵压头相差较近，则应适当增加联锁阀关闭时间以确保安全。有关联锁阀关闭时间的要求，可以选配不同规格的电磁阀以进行阀门开关时间的控制。