調流調壓閥的應用

　　調流調壓閥是一種活塞式的多功能控制閥，多用于大型給水工程中。詳細介紹了調流調壓閥的應用原理、應用指標、應用現狀，并對其應用前景進(jìn)行了討論。

　　調流調壓閥又稱(chēng)活塞式多功能控制閥，因其具有多種控制功能(如水位控制功能、減壓控制功能、持壓泄壓控制功能、流量控制功能等)，能起到無(wú)氣蝕、無(wú)紊流、無(wú)振動(dòng)、耐泥沙等作用，故在當今大型給水工程中廣泛應用，例如長(cháng)江三峽左岸電站工程、黃河小浪底水電站水利樞紐工程、內蒙古華電包頭第二熱電廠(chǎng)給水工程、太原市城市供水管網(wǎng)調流調壓工程等。下面將對其應用原理、應用指標、應用現狀、應用前景進(jìn)行討論。

1、調流調壓閥的應用原理

　　調流調壓閥主要由閥體、活塞、活塞導軌、內置曲柄滑塊機構、密封、內部零件等組成。主要采用曲柄滑塊帶動(dòng)活塞運動(dòng)，在閥體內部形成軸向對稱(chēng)的環(huán)形流道，并有效地控制流通面積，形成從入口到出口截面為遞減的流道，從而使流體的流速漸升，并通過(guò)圓周方向上的多孔，向管路中心方向形成射流對撞，從而達到消能減壓、調節流量的目的。其具體結構見(jiàn)圖1。

圖1 調流調壓閥剖面圖

　　調流調壓閥在小流量工況時(shí)閥門(mén)對流體具有良好的消能效果，有效防止氣蝕;當大流量工況時(shí)，閥門(mén)可消減流體部分能量，并對流體的部分能量有所保留，保證閥門(mén)具有足夠的過(guò)流能力。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：實(shí)現流量的精確控制，可以保持恒定流量;實(shí)現大壓差范圍內的調節，保持閥后壓力穩定;可以選擇手動(dòng)和電動(dòng)兩種控制方式，電動(dòng)調流調壓閥還可以實(shí)現遠程控制，操作人員無(wú)需到達現場(chǎng)，即可根據需要進(jìn)行高精度調節。

2、調流調壓閥的應用指標

2.1、水力工況

　　規格：公稱(chēng)直徑DN100mm～DN1600mm；適用介質(zhì)：水；適用溫度：0℃～70℃；公稱(chēng)壓力：PN=1.0MPa～4.0MPa。

　　工況基本條件：在輸配水管道上安裝閥門(mén)，使水通過(guò)調流調壓閥后，流量、壓力在一定范圍內變化，以滿(mǎn)足工況要求。

2.2、結構與性能規范

　　(1)閥體一體化整體鑄造，確保堅固耐用。閥門(mén)整體及閥體、活塞、閥軸等主要部件，使用壽命不少于50年。

　　(2)閥門(mén)安裝在輸水管道上，起調節壓力、流量、消除氣蝕及通斷水流作用。其進(jìn)出口結構做到平滑順暢，避免因流道結構變化造成的水流紊亂而產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲和氣蝕，其開(kāi)啟度與流量成線(xiàn)性關(guān)系。

　　(3)閥門(mén)與管道的連接形式為法蘭連接，法蘭連接尺寸符合現行國標。

　　(4)活塞閥采用金屬與橡膠雙重密封，實(shí)現氣泡級密封、零泄漏。

　　(5)閥門(mén)有效啟閉次數可達5萬(wàn)次以上。

　　(6)閥門(mén)自身水頭損失不大于2m水柱。

2.3、設備材質(zhì)及防腐規范

2.3.1、設備材質(zhì)

　　(1)設備制造和安裝設備所使用的材料，從強度、韌性和耐久性方面都滿(mǎn)足最新要求，材料沒(méi)有任何損傷和缺陷。

　　(2)設備所使用的與水接觸的材料，都不含有異味或有毒性的物質(zhì)，也不含有影響人身健康的對所輸水的水質(zhì)不利的物質(zhì)。廠(chǎng)家對所使用材料出具權威部門(mén)的衛生合格證。

　　(3)設備所使用的材料不會(huì )產(chǎn)生機械負荷或電氣負荷的過(guò)載。

　　(4)以下為閥門(mén)各部件材質(zhì)。閥體：球墨鑄鐵QT500-7;活塞：不銹鋼1Cr18Ni9Ti;活塞導軌：錫黃銅HSn62-1;內置曲柄滑塊機構：不銹鋼2Cr13;密封圈：丁腈橡膠，閥體密封圈采用1Cr18Ni9Ti組合材料;閥門(mén)其他零部件：不銹鋼;齒輪箱：選用渦輪蝸桿齒輪箱(配限位開(kāi)關(guān)、位置指示器)。

2.3.2、防腐

　　閥體內外采用靜電粉末噴涂藍色環(huán)氧樹(shù)脂，符合GB或同等標準。

2.4、電動(dòng)執行機構

　　(1)供電電源：380V±38V，50Hz。

　　(2)根據IEC529，耐候防護等級符合IP68，防塵防水，可全天候工作。

　　(3)適用于環(huán)境溫度：-25℃～70℃;100%的相對濕度。

　　(4)開(kāi)/關(guān)極限位置均配限位開(kāi)關(guān)，開(kāi)和關(guān)的方向均配扭矩開(kāi)關(guān)以防過(guò)載。開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)為純銀制作，具有高額定容量(220V/AC/5A)和長(cháng)壽命。

　　(5)帶有現場(chǎng)機械式閥位指示器，配離合式緊急手輪，供現場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)操作。

　　(6)配備現場(chǎng)控制箱(與電動(dòng)執行器為機電一體化)，功能要求如下：有閥位開(kāi)度位置反饋傳感器RWG(兩線(xiàn)制)，輸出4mA～20mA模擬量信號;有閥門(mén)定位器，能接受4mA～20mA的控制信號，使閥門(mén)精確定位，靈敏度為0.25%～2.5%;可進(jìn)行遠程/手動(dòng)兩種控制方式的選擇，而且可以鎖定在其中一種方式下，以免出現誤操作;現場(chǎng)有開(kāi)、停、關(guān)3個(gè)控制按鈕及相應的指示燈;用于遙控的信號繼電器有遠程/手動(dòng)選擇、開(kāi)/關(guān)選擇。

　　(7)閥門(mén)的自動(dòng)調節控制，由閥門(mén)的現場(chǎng)控制柜內完成�，F場(chǎng)控制柜需滿(mǎn)足現場(chǎng)室外安裝的需要，防護等級不小于IP65。閥門(mén)現場(chǎng)控制柜可與總控室通過(guò)GPRS進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數據通信，將現場(chǎng)的工作狀態(tài)定時(shí)傳送給總控室，并接收控制點(diǎn)的數據進(jìn)行自動(dòng)調節。在現場(chǎng)出現突發(fā)情況(如突然斷電、雷擊、不明故障等)時(shí)，活塞閥應可自動(dòng)鎖定保持原有狀態(tài)，或增加自鎖裝置，增加設定值，突發(fā)意外情況時(shí)，自動(dòng)按設定值操作。

3 、調流調壓閥的應用現狀

　　調流調壓閥在大型給水工程中安裝在輸水管道上，主要發(fā)揮調節壓力、流量、消除氣蝕及通斷水流的作用。

　　內蒙古華電包頭發(fā)電有限公司擁有2臺裝機容量60kWh機組，2006-2008年期間采用黃河水為其主要水源，供涼水塔補水使用，現狀主要使用包頭鋼鐵廠(chǎng)中水及城市中水，安裝有一臺DN800mm調流調壓閥作為黃河水進(jìn)水的流量控制閥門(mén)。該調流調壓閥2005年底試安裝運行，2006年3月正式使用。根據運行人員介紹，最大流量2200m³/h，最小流量200m³/h，具有良好的線(xiàn)性參數。

　　上海市自來(lái)水市北有限公司楊樹(shù)浦水廠(chǎng)始建于1881年，1883年投產(chǎn)，為上海市最大的水廠(chǎng)。該水廠(chǎng)出水經(jīng)過(guò)二級加壓泵站加壓后，供向市區管網(wǎng)。兩臺DN800mm調流調壓閥安裝在楊樹(shù)浦水廠(chǎng)下屬二級加壓泵站清水池進(jìn)水口處，2004年投入使用，采用電動(dòng)控制，保持清水池流量恒定。

　　太原市現狀黃河水均由呼延水廠(chǎng)處理后供向市區�，F狀呼延水廠(chǎng)清水池池底標高為851m，采用重力流供水方式，因市區管網(wǎng)大多年久失修，無(wú)法承受如此巨大的壓力，所以出廠(chǎng)調流調壓閥將出廠(chǎng)水水頭調整為830m，是對能源的一種極大浪費。另外，一旦呼延水廠(chǎng)出廠(chǎng)調流調壓閥發(fā)生故障，沒(méi)有可靠的挽救措施，將對下游管網(wǎng)造成巨大沖擊，新建調流調壓閥既可以防止此類(lèi)事故發(fā)生(據了解，此類(lèi)事故發(fā)生過(guò)一次，引起太原市城區管網(wǎng)同時(shí)發(fā)生多處爆管事件)，又可減少對能源的浪費。伴隨著(zhù)太原市的道路新建及改造工程，太原市自來(lái)水公司將配套建設勝利東街加壓站、陽(yáng)興河街加壓站、太行路加壓站。目前各加壓站選址已基本確定，急需提高管網(wǎng)壓力以保證加壓站進(jìn)水，從而擴展供水區域。新建調流調壓閥可以提高上游壓力，擴大選址范圍�；�于以上諸多原因，太原市城市供水管網(wǎng)調流調壓工程中使用了3臺調流調壓閥(1臺DN800mm、2臺DN1200mm)。DN800mm調流調壓閥：調節流量范圍0m3/h～3760m3/h，閥前壓力0.6MPa～0.8MPa，閥后壓力0.3MPa～0.4MPa;DN1200mm調流調壓閥：調節流量范圍0m3/h～8200m3/h，閥前壓力0.6MPa～0.8MPa，閥后壓力0.3MPa～0.4MPa。調流調壓閥均采用電動(dòng)遠程控制，具備良好的壓力線(xiàn)性參數。

4、調流調壓閥的應用前景

　　調流調壓閥是實(shí)現流量及壓力控制的首選閥門(mén)，現作為一種成熟產(chǎn)品在全國各地大中城市廣泛使用。其市場(chǎng)使用經(jīng)驗已有10多年的歷史，受到普遍好評。未來(lái)隨著(zhù)城市供水區域擴大，工程要求提高以及自動(dòng)化程度增強，調流調壓閥必將得到更廣闊的發(fā)展空間。