过程控制工程师和操作员在保持泵送系统高效可靠运行方面面临许多挑战。对于正排量（PD）或PD型泵的用户来说，解决由泵的冲程引起的破坏性脉动的问题非常普遍并且不可避免。这些脉动通常会猛烈地使管道颤动或震动，从而导致噪音，过早磨损，并可能使管道本身完全断裂，或损坏泵下游流路中的重要部件。传统上，解决方案是在泵的排放侧安装脉冲阻尼器。
脉动阻尼器是一种液压气动装置，当安装在靠近泵的排放侧时，可以减轻这些脉动并使流量稳定。使用减震器，几乎不存在振动，并且层流代替了以前的流体湍流。现在可以轻松获得适用于测量，计量，混合和许多其他应用的一致流量。脉动阻尼器有几种设计，最常见的一种是内部装有弹性囊的气缸罐外壳。
气囊在未润湿的一侧充有用于化学和工业应用的氮气，或充有用于水和中性溶液的压缩空气。由化学顺应性弹性体材料制成的气囊仅用作气体的安全壳。膀胱内气体的压缩吸收了脉冲的压力能量。由于脉冲数取决于泵和整个系统的速度，因此脉冲通常具有极高的频率。差异将存在，并且将取决于每个唯一应用程序的细节。标称的气囊将以系统最低工作压力的75％的水平预先充入大约气体。这将在大多数时间内将流体保持在阻尼器中，除非在低压循环期间泵工作时所有流体都从阻尼器中释放出来。当泵运行时，高频气体压缩和排出不仅保持稳定的连续流量，而且保持系统内的平均压力。
这项技术在业界公认是减少使用PD泵时减少脉动的公认解决方案。通常，脉动阻尼器的尺寸取决于PD泵，而不是整个系统。脉动阻尼器选型时经常被忽略的是背压控制阀，安全释放阀，泵吸稳定器，主动阀和止回阀的其他组件（请参见下面的图1）。当主要考虑的是脉动阻尼器的尺寸时，为什么需要考虑附加组件？答案是，尽管脉动阻尼器可以吸收泵脉冲的正能量，但它并不总是能够解决由于液压瞬变事件而对泵和管道系统造成更大潜在损害的原因。
图1.一家炼油厂的系统设置，显示了脉动阻尼器，溢流阀和背压阀的位置
水锤原因
每当泵系统的流速发生变化时，就会产生一个液压瞬态现象，通常称为“水锤”或“喘振事件”。在流速变化期间，压力会急剧上升或下降，并可能导致灾难性的后果。流速变化可能是由于动力损失，紧急停机或什至通过机械，气动或人员手段意外干预引起的停机（跳闸）引起的。
如果在泵停止期间发生瞬变，则负压波将以高达4,000英尺/秒的速度快速传播到泵的下游，具体速度取决于流体类型，粘度，管道高度，管道粗糙度，弯曲度等。熄灭后，压力立即下降可能会导致负压，该负压会因塌陷管壁而损坏管子。在泵停止期间，通常会发送信号以关闭下游的止回阀，然后该阀的关闭将与负压波发生接触。这导致压力急剧上升，高压波现在以与负波相同的速度传播回泵。通常在排放口上放置一个止回阀，但是它可能关闭得不够快，无法防止高压波通过并撞击泵，从而造成损坏。一旦止回阀完全关闭，压力波将在止回阀和关闭的下游阀之间来回传播，从而导致水锤和管道震颤的嘎吱声。压力波最终将分散，主要是因为管壁将吸收其能量，从而导致过早磨损。负波的产生需要向系统提供能量，以防止压力降到0 psig以下。不幸的是，脉动阻尼器内部存储的流体（可用能量）的尺寸可能太小，无法对压降产生重大影响。压力波将在它和关闭的下游阀门之间来回传播，从而导致水锤和管道的巨大声音震动和嘎嘎作响。压力波最终将分散，主要是因为管壁将吸收其能量，从而导致过早磨损。负波的产生需要向系统提供能量，以防止压力降到0 psig以下。不幸的是，脉动阻尼器内部存储的流体（可用能量）的尺寸可能太小，无法对压降产生重大影响。压力波将在它和关闭的下游阀门之间来回传播，从而导致水锤和管道的巨大声音震动和嘎嘎作响。压力波最终将分散，主要是因为管壁将吸收其能量，从而导致过早磨损。负波的产生需要向系统提供能量，以防止压力降到0 psig以下。不幸的是，脉动阻尼器内部存储的流体（可用能量）的尺寸可能太小，无法对压降产生重大影响。负波的产生需要向系统提供能量，以防止压力降到0 psig以下。不幸的是，脉动阻尼器内部存储的流体（可用能量）的尺寸可能太小，无法对压降产生重大影响。负波的产生需要向系统提供能量，以防止压力降到0 psig以下。不幸的是，脉动阻尼器内部存储的流体（可用能量）的尺寸可能太小，无法对压降产生重大影响。
当泵运行时，下游的阀门突然关闭时，会产生高压波，该高压波将朝着阻尼器和泵传播。单向阀的关闭速度可能不足以防止所有或部分高压能量到达并损坏泵。一旦止回阀完全关闭，水锤效应将继续减弱，直到其能量被流道中的系统管壁和设备吸收。因为这是高压事件，所以安装的脉动阻尼器是否应该能够（即使不能完全缓解）高压波的影响？毕竟，它被设计为通过压缩膀胱内的气体来接受能量。
浪涌分析软件解决方案
解决方案是全面研究管道系统，尤其是前面提到的组件。喘振分析软件可以生成管道系统的仿真模型，在其中可以独立于实际系统测试和评估不同的条件。在软件可用之前，这种类型的分析对于工程师来说是耗时且费力的过程。现在，除了确定解决问题的首选设备之外，分析还将快速执行计算和过程，以量化瞬态的性质和程度。
在正常的PD泵运行期间，通过在脉动阻尼器上安装差压变送器，可以现场验证许多计算和尺寸调整，例如液体到气体的体积变化。PD泵下游排放压力的测量可以在有或没有脉动阻尼器的情况下确定。安装在泵出口侧的泄压阀的设计可从瞬态和系统隔离中打开，其大小可通过软件确定，背压控制阀的大小可设定为承受预设压力。一旦分析完成，结果通常会指示浪涌容器的使用。
初次检查时，调压容器的设计和功能似乎与脉动阻尼器相同，只是它的尺寸要大得多。该设计是内部装有弹性囊的储罐之一，其中包含适合该应用的正确气体。但是，脉动阻尼器的设计目的是从泵的高频脉冲中吸收非常少量的能量。因此，它们的尺寸可以紧凑。调压容器必须在单个瞬态事件中大量提供或接受能量，以快速防止对系统的泵，管道和连接件造成重大损坏。
当安装在靠近泵的排放侧并处于泵跳闸条件下时，调压容器的尺寸必须足够大，可以立即向管道系统输送足够的流体，并防止形成可能导致色谱柱分离和管子塌陷的负压。对于下游突然关闭的阀门，调压容器应尽可能靠近阀门的入口侧放置。阀门的突然关闭会产生高压波能，可以通过对喘振容器的膀胱内的气体进行压缩来吸收。
通过使用喘振分析软件，可以保护PD泵系统免受泵冲程的脉动损害，还可以防止潜在的代价高昂的灾难性瞬态事件。该软件的模型将涵盖众多潜在结果，并且可以使用瞬态监视设备在安装现场对结果进行现场验证。
图2.瞬态监视系统捕获了系统中的水锤效应。
瞬态监控设备专门设计用于以每秒500次的速度读取系统压力变化，并以每组100次的速度记录数据，这是因为用户建立了应用程序独有的预定边界。该数据将被存储，直到进行内容分析（参见上面的图2）。这种类型的分析可以通过工作现场的可量化和可记录的结果来确认模型对性能的期望。尽管脉动阻尼器的定型过程没有浪涌设备解决方案所需的定型过程大，但最终结果是设计并确认了泵/管道系统具有高效和可靠的性能。