基本介紹
- 中文名：緩衝罐
- 外文名：buffer tank
- 原理：通過壓縮罐內壓縮空氣來實現
- 結構：有隔膜式緩衝罐和氣囊式兩種
- 套用：套用於供水設備和中央空調系統等
- 分類：直接接觸式、隔膜式緩衝罐
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基本介紹
緩衝罐是往復泵的重要附屬設備，用於減小管路中流量的不均勻度，分為吸入緩衝罐和排出緩衝罐兩種。
吸入緩衝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。排出緩衝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。緩衝罐的結構型式有直接接觸式和隔膜式兩類。
分類
直接接觸式緩衝罐
直接接觸式緩衝罐，也稱常壓式緩衝罐，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。此外由於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。因此在緩衝罐上設有注氣閥門或注氣設備，以便補充空氣或惰性氣體。
隔膜式緩衝罐
隔膜式緩衝罐也稱預壓式緩衝罐，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）。隔膜式緩衝罐和直接接觸式緩衝罐相比，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。
隔膜式緩衝罐分單隔膜式與雙隔膜式兩種。單隔膜式緩衝罐的隔膜材料有：不鏽鋼、PVDF、橡膠等；雙隔膜式緩衝罐常用於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。
作用
緩衝罐被廣泛套用於中央空調、鍋爐、熱水器、變頻、恆壓供水設備中，其緩衝系統壓力波動，消除水錘起到穩壓卸荷的作用，在系統內水壓輕微變化時，緩衝罐氣囊的自動膨脹收縮會對水壓的變化有一定緩衝作用，能保證系統的水壓穩定，水泵不會因壓力的改變而頻繁的開啟。
液位控制
緩衝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油氣分離不乾淨、原油中帶有溶解氣，造成液氣分離區有泡沫，界面模糊。
緩衝罐液面控制可以用節流法與變頻調速法實現，分述如下：如下圖所示，節流法液位調節系統組成包括：
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；
節流法液位調節系統LIC液位指示控制環節（Level Indicating Control），可以是單獨的PID（Proportional Integral andDifferential）調節器，也可以是RTU中控制軟體。它根據過程變數PV（這裡是緩衝罐液位）與給定值SP（工藝要求的相應參數，如液位0～6.0 m，取SP=3.0 m）之差，即e=PV—SV，按PID規律進行控制，控制作用以4~20mA的輸出信號表示。
LCV液位控制（Level Control Valve）是執行機構，根據LIC輸出信號大小用改變局部阻力的方法調節外輸泵的流量。LCV可以是電動調節閥，LIC輸出信號直接控制LCV的開度；LCV也可以是氣動調節閥，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。風開式凋節閥當LIC輸出信號為4.0 mA時（或I/P輸出為0.02 MPa），調節閥全閉，阻力最大；當LIC輸出信號為20mA時（或I/P輸出為0.1 MPa），調節閥全開，阻力最小。該系統應選用風開閥。
緩衝罐液位調節系統的控制方框圖如圖所示。主要擾動是進油流量Qf不穩定，導致液位變化，如當進油流量Qf大於離心泵及調節閥節流後排出流量Q0時，液位上升，經變送器LT測出的過程變數PV大於給定值SP而產生偏差e，液位控制環節LIC按PID規律發出控制信號，通過風開式凋節閥，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）。
緩衝罐液位控制方框圖用節流法可以起到緩衝罐液位控制作用，代價是因節流造成能量浪費。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。
缺點
1）因為隔膜式緩衝罐殼體是直接與水接觸的，所以殼內都噴塗防鏽層。罐的接口與殼體之間是焊接而成。這樣在焊接的 過程中，高溫就會將防鏽塗層氧化。本來是銀白色的塗層，在焊接後呈現黑色。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，慢慢就會生鏽並逐漸擴大，直到整個罐體生鏽，為什麼這種膨脹罐用一段時間後，倒出來的水呈黃水也就不足為奇了。
2） 隔膜式緩衝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%就是從這裡泄露的。這種漏氣的緩衝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。由於罐壁厚度一般在1mm左右，接口直接與罐焊接在一起，這種聯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。
氣囊式緩衝罐就克服了這些缺點，氣囊式緩衝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。接口處用法蘭盤連線。這種結構就避免了焊接過程引起的生鏽問題。這種結構的緩衝罐的氣囊可更換。同樣，由於是法蘭連線，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。
安全問題
緩衝罐上防火器的作用
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。
緩衝罐上泡沫發生器的作用
使用時，泡沫液在壓力的作用下，衝破泡沫發生器中的隔膜，沿著泡沫管噴射裝置進到油麵上，以隔絕空氣，窒息火焰。
緩衝罐安全閥漏油處理
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。
技術參數
型號 | 蒸發量 L/h | 原配電機-kw | 最 新 節 電 型 | ||||||
ZS1-10 | 15 | 0.098 | 75 | 1.5 | 現配電機 kw | 每小時節電 kw | 水泵壓力 MPa | 接口法蘭 Dg | 原配電機 Dg |
ZS1-30 | 40 | 0.098 | 180 | 3.0 | |||||
ZS1-60 | 70 | 0.098 | 300 | 4.0 | 0.3 | 40 | 310 | ||
ZS1-100 | 115 | 0.098 | 510 | 5.5 | 0.32 | 50 | 320 | ||
ZS1-200 | 225 | 0.098 | 800 | 7.5 | 5.5 | 2.0 | 0.32 | 50 | 430 |
ZS1-300 | 340 | 0.098 | 1240 | 11 | 7.5 | 3.5 | 0.32 | 80 | 460 |
ZS1-400 | 420 | 0.098 | 1600 | 15 | 11 | 4.0 | 0.32 | 80 | 750 |
ZS1-500 | 510 | 0.098 | 2200 | 22 | 15 | 7.0 | 0.5 | 100 | 770 |
ZS1-600 | 620 | 0.098 | 2600 | 22 | 15 | 7.0 | 0.5 | 100 | 1100 |
ZS1-800 | 840 | 0.098 | 3200 | 30 | 22 | 8.0 | 0.5 | 125 | 1400 |
ZS1-1000 | 1020 | 0.098 | 3500 | 37 | 30 | 7.0 | 0.56 | 125 | 1450 |
ZS1-1200 | 1240 | 0.098 | 4100 | 45 | 37 | 8.0 | 0.58 | 125 |
