緩沖罐

緩沖罐是往復泵的重要附屬設備，用于減小管路中流量的不均勻度，分為吸入緩沖罐和排出緩沖罐兩種。

吸入緩沖罐的作用是減小吸入管路流量不均勻度，減小慣性損失，提高泵的吸入性能。排出緩沖罐的作用是減小排出管路流量不均勻度，避免過流量的產生，以適應工藝流程的需要。緩沖罐的結構型式有直接接觸式和隔膜式兩類。

緩沖罐被廣泛應用于中央空調、鍋爐、熱水器、變頻、恒壓供水設備中，其緩沖系統(tǒng)壓力波動，消除水錘起到穩(wěn)壓卸荷的作用，在系統(tǒng)內水壓輕微變化時，緩沖罐氣囊的自動膨脹收縮會對水壓的變化有一定緩沖作用，能保證系統(tǒng)的水壓穩(wěn)定，水泵不會因壓力的改變而頻繁的開啟。

直接接觸式緩沖罐

直接接觸式緩沖罐，也稱常壓式緩沖罐，內充常壓氣體，氣體與輸送液體直接接觸。充入的氣體一般為空氣，當輸送易燃易爆液體時應充入惰性氣體。此外由于氣體與輸送液體直接接觸，部分氣體會溶解在液體中（在高壓下溶解量較大），而被液體帶走。因此在緩沖罐上設有注氣閥門或注氣設備，以便補充空氣或惰性氣體。

隔膜式緩沖罐

隔膜式緩沖罐也稱預壓式緩沖罐，利用隔膜將氣體和液體隔開，工作時須預先充入一定壓力的氣體（空氣或氮氣）。隔膜式緩沖罐和直接接觸式緩沖罐相比，其體積小。且氣體與液體不接觸，能保證輸送液體的性質，目前使用較多。

隔膜式緩沖罐分單隔膜式與雙隔膜式兩種。單隔膜式緩沖罐的隔膜材料有：不銹鋼、PVDF、橡膠等；雙隔膜式緩沖罐常用于金屬隔膜不宜用的場合，隔膜材料有：PVC、玻璃纖維增強聚四氯乙烯等。

緩沖罐上防火器的作用

當有火焰通過防火器時，金屬皺紋板吸收燃燒氣體的熱量，使火焰熄滅，從而防止外界的火焰經呼吸閥引入罐內。

緩沖罐上泡沫發(fā)生器的作用

使用時，泡沫液在壓力的作用下，沖破泡沫發(fā)生器中的隔膜，沿著泡沫管噴射裝置進到油面上，以隔絕空氣，窒息火焰。

緩沖罐安全閥漏油處理

開大外輸泵的排量，啟動備用泵，控制來液量；必要時打開緊急排污或開大供二合一底水閥門，降低壓力，關截止閥。

緩沖罐液位控制是保證密閉輸送、減少油氣損耗的關鍵。影響平衡運行的主要因素是：

①來油不均衡、波動大，造成罐內液位變化大；

②油氣分離不干凈、原油中帶有溶解氣，造成液氣分離區(qū)有泡沫，界面模糊。

緩沖罐液面控制可以用節(jié)流法與變頻調速法實現(xiàn)，分述如下：如下圖1所示，節(jié)流法液位調節(jié)系統(tǒng)組成包括：

LT液位變送器（kvel Transmitter）通常選用差壓變送器，將液位高度0～6.0m轉換成4～20mA標準信號；

LIC液位指示控制環(huán)節(jié)（Level Indicating Control），可以是單獨的PID（Proportional Integral andDifferential）調節(jié)器，也可以是RTU中控制軟件。它根據(jù)過程變量PV（這里是緩沖罐液位）與給定值SP（工藝要求的相應參數(shù)，如液位0～6.0 m，取SP=3.0 m）之差，即e=PV—SV，按PID規(guī)律進行控制，控制作用以4~20mA的輸出信號表示。

LCV液位控制（Level Control Valve）是執(zhí)行機構，根據(jù)LIC輸出信號大小用改變局部阻力的方法調節(jié)外輸泵的流量。LCV可以是電動調節(jié)閥，LIC輸出信號直接控制LCV的開度；LCV也可以是氣動調節(jié)閥，LIC輸出需經電氣轉換器I/P將LIC輸出的4~20mA信號轉換成0.02～0.1 MPa氣壓信號，才能控制LCV。調節(jié)閥分風開式與風關式兩種。一般以保證控制對象安

全為原則選擇使用。風開式凋節(jié)閥當LIC輸出信號為4.0 mA時（或I/P輸出為0.02 MPa），調節(jié)閥全閉，阻力最大；當LIC輸出信號為20mA時（或I/P輸出為0.1 MPa），調節(jié)閥全開，阻力最小。該系統(tǒng)應選用風開閥。

緩沖罐液位調節(jié)系統(tǒng)的控制方框圖如圖2所示。主要擾動是進油流量Q_f不穩(wěn)定，導致液位變化，如當進油流量Q_f大于離心泵及調節(jié)閥節(jié)流后排出流量Q₀時，液位上升，經變送器LT測出的過程變量PV大于給定值SP而產生偏差e，液位控制環(huán)節(jié)LIC按PID規(guī)律發(fā)出控制信號，通過風開式凋節(jié)閥，減少局部阻力，使離心泵排出流量Q₀加大，直到PV重新回到給定值SP為止（即e=0）。

用節(jié)流法可以起到緩沖罐液位控制作用，代價是因節(jié)流造成能量浪費。油氣集輸過程中大量使用各種離心泵，是油氣田主要耗能的原因之一，為此有必要做進一步分析。

1）因為隔膜式緩沖罐殼體是直接與水接觸的，所以殼內都噴涂防銹層。罐的接口與殼體之間是焊接而成。這樣在焊接的 過程中，高溫就會將防銹涂層氧化。本來是銀白色的涂層，在焊接后呈現(xiàn)黑色。用手觸摸可感覺有黑色小顆粒。那么這些看似微不足道的氧化點工作時長期與水接觸，慢慢就會生銹并逐漸擴大，直到整個罐體生銹，為什么這種膨脹罐用一段時間后，倒出來的水呈黃水也就不足為奇了。

2） 隔膜式緩沖罐的內膜是通過熱軋的方式固定在膨脹罐的兩個半殼的碳鋼中間，這種工藝過程如果處理的不好，就會留下微小的氣孔在內膜和碳鋼之間，這些微小的氣孔就會將預充的氣體泄露出去，膨脹罐如果泄露氣體，90%就是從這里泄露的。這種漏氣的緩沖罐用一段時間如果不再補充氣體就不能起到定壓卸荷作用。而這本身是很難察覺。由于罐壁厚度一般在1mm左右，接口直接與罐焊接在一起，這種聯(lián)接方式可承受的扭力相當小。而安裝罐時只能抱著殼體旋轉，這樣如果用力太大或過猛，就會將接口旋斷。這種情況在空調生產過程中最為常見。

氣囊式緩沖罐就克服了這些缺點，氣囊式緩沖罐內部有一個整體的氣囊，在工作時水只進入氣囊內，不與殼體接觸。接口處用法蘭盤連接。這種結構就避免了焊接過程引起的生銹問題。這種結構的緩沖罐的氣囊可更換。同樣，由于是法蘭連接，故它的接口就可以承受很大的扭力，在安裝過程中就不怕會扭斷接口。

不銹鋼變頻供水設備一般由緩沖罐、水泵機組、氣壓罐控制柜及控制儀表組成。

說明

a、緩沖罐：是接在設備入口處的氣壓罐，簡稱緩沖罐，給水運行時罐內部分容積為壓縮空氣，靠壓縮空氣的貯能，對各種突變沖擊具有很好的減緩消除作用，同時對市政供水具有一定動態(tài)補償作用。

有兩種不同結構的緩沖罐，隔膜緩沖罐采用天然橡膠隔膜材料，因完全密閉更有利于保持水質標準，普通鋼制緩沖罐內壁涂有符合衛(wèi)生標準的防腐涂料，但補氣時會與外界空氣接觸。緩沖罐即可串接使用，也可并接使用（進出水為同一管道，作為分支與市政管路相接）b、水泵機組：選用滬龍公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可以適應水源的較大范圍內的壓力變化，不會產生過載現(xiàn)象。

c、氣壓罐：其作用與通常2次增壓供水設備中的氣壓罐相同，本系列標準產品采用的隔膜式微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設備的智能化自動節(jié)能控制。

d、變頻控制柜：可采用全變頻控制系統(tǒng)，即所有水泵均采用變頻調速拖動，也可采用部分變頻控制系統(tǒng)（樣本標準產品只有1臺泵為變頻調速拖動）。e、旁通管路：如果市政供水平時能夠滿足水壓要求，僅在供水高峰時壓力不足，可加載旁通管路，可使市政下拉供水與增壓供水實現(xiàn)自動切換運行。

（1）當市政管網(wǎng)高壓時，設備處于停機狀態(tài)，市政水源過緩沖罐、旁通管路直接向用戶管網(wǎng)供水。

（2）當市政管網(wǎng)欠壓時，設備自動啟動，在原不水壓基礎上變頻調速增壓（恒壓）供水，由于是按“差多少，補多少”的原則增壓，所以在全流量范圍即滿足了用戶恒壓供水的需求，同時又實現(xiàn)了高效節(jié)能運行。運行過程中密閉的緩沖罐相當一段管路，新鮮衛(wèi)生的自來水不斷流過水源罐，不會遭受外界污染。

（3）供水設備運行中，緩沖罐部分容積為壓縮空氣（其壓力與市政水壓相同），因而貯存了一定壓力勢能，靠此貯能可大大減緩各種沖擊對市政水源的影響，同時對市政供水具有動態(tài)的削峰補償作用。當市政服務壓力從P2降至P1時，緩沖罐提供的最大補償水量與緩沖罐總容積關系為：

V#=（1-P1/P2）　V總=KV總

V#－供水高峰市政壓力從P2降至P1期間水源罐給出的補償水量（m3）

P1－市政供水高峰期最低壓力（絕對壓力）

P2－市政供水高峰期前的壓力（絕對壓力）

V總－水源罐的總容積（m3）例：供水高峰期，市政水源壓力從20mH2O降至mH2O，則在該期間水源罐給出的補償水量為

V#=（1-15/30）　V總=0.5V總（m3），占總容積的50%。顯然這是一種切實有效的動態(tài)補償作用，如果所有供水設備用戶的增壓設備均具有這種補償作用，則總體上對市政供水可起到一定削峰填谷的效果，高峰期間管網(wǎng)服務壓力不至于下降得太低。

（4）緩沖罐上配有控制儀表，當市政管網(wǎng)壓力低于設定下限值時可自動停機（禁止運行），防止過度抽吸市政水源及防止抽水運行。