慢速運行允許進口球閥防止閥猛擊

位于阿拉巴馬州的漢斯維爾東南水處理廠的三臺20英寸高服務水泵由液壓操作的美國自來水廠協會（AWWA）C507球閥代替典型的旋啟式止回閥保護。工程師選擇了球閥以節省能源。此外，球閥還具有監視系統運行并幫助防止設備變化造成損壞的功能。

因此，可以謹慎地控制泵的排出流量，以防止止回閥猛烈撞擊并在下游的48英寸輸水管道中激增（見圖1）。由于球閥是緩慢關閉的直角回轉閥，因此它們不會受到止回閥的撞擊。同樣，當管道長幾英里時，重要的是泵控制閥在幾分鐘內必須非常緩慢地運行。
啟動泵時，慢速運行可保護管道免受流體速度的快速變化的影響。

圖1.智能球閥泵控制系統

在較長的管道上，每1英尺每秒（ft / sec）的速度變化會在系統壓力之上產生每平方英寸表壓（psig）50磅的波動。僅啟動三個泵中的一個就可以將每秒48英寸的管道中的速度提高幾英尺/秒，從而可能導致200 psig的浪涌。解決方案是使用由儲油器供應系統提供動力的液壓控制面板，在60至300秒內緩慢控制泵控制球閥的打開和關閉。儲油系統可提供80 psig的油壓，即使在停電后也能確保閥平穩，可靠地運行。

球閥不僅可以通過緩慢關閉來防止浪涌，而且還具有相等百分比的固有流量特性，有助于防止長管道上的浪涌。等百分比特性表示，閥位置每變化百分之一，閥的流量系數（Cv）就會有等百分比變化。這種特性使閥門可以在其廣泛的操作范圍內有效地控制流量。從球閥的幾何形狀來看，它們在閥的每個端都有一個座，類似于兩個串聯的閥，因此它們的工作范圍很廣。

能量計算

球閥用于泵的排放應用，因為它可以在工廠的整個生命周期內節省能源。自來水廠消耗的大部分能源被消耗在高昂的抽水成本中，以克服分配系統的靜壓頭和摩擦損失。水頭損失可以通過公式1轉換為與克服閥門額外水頭損失所需的泵送電力相關的能源成本^。

對于等式中的變量ΔH，可以通過使用兩個閥門之間的揚程損失差異來計算兩個閥門選擇之間的能耗差異。例如，以10英尺/秒的速度運行的20英寸球閥和20英寸旋啟式止回閥之間的水頭損失差約為2.5英尺水頭。²因此，假設泵在40年中以50％的時間運行，效率為80％，每千瓦時的電成本為8美分，則可以進行以下計算：

計算結果表明，使用20英寸AWWA球閥代替旋啟式止回閥可在工廠的整個生命周期內為每個閥門節省80,800美元-表明閥門的選擇在節能方面可發揮重要作用。

節省電能還減少了燃燒化石燃料和產生溫室氣體的需求。在全國平均水平上，每使用kW-h電力，就會產生約1.14磅的CO2排放。在前面的示例中，使用球閥將在系統的40年使用壽命中每個閥門節省575噸的二氧化碳排放量。

閥門操作

球閥執行自動止回閥的關鍵功能，因此需要可靠且緊密關閉。球閥由符合AWWA C541的油缸執行器驅動，該執行器需要特殊的結構材料和生產測試，以確保較高的質量和可靠性。

缸筒由帶襯里的玻璃纖維管制成，可防止腐蝕。氣缸桿是鍍硬鉻不銹鋼，以防止氣缸磨損和腐蝕。液壓缸連接到四分之一轉，連桿桿致動器，以提供所需的90度旋轉來操作球閥。

限位開關控制單元安裝在執行器的頂部，可為閥門的全開和全關位置提供遠程信號。整個閥組件是根據AWWA C507在工廠一起制造和測試的。

該閥的液壓執行器由油壓控制系統控制，該系統由一個四通電磁閥組成，該電磁閥在通電時會打開球閥（參見圖2）。