大型給水工程中調流調壓閥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，并對其應用前景進行了討論。調流調壓閥又稱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)，能起到無氣蝕、無紊流、無振動、耐泥沙等作用，故在當今大型給水工程中廣泛應用，例如長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給水工程、太原市城市供水管網調流調壓工程等。下面將對其應用原理、應用指標、應用現狀、應用前景進行討論。
1、大型給水工程中調流調壓閥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活塞運動，在閥體內部形成軸向對稱的環形流道，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。其具體結構見圖1。圖1 調流調壓閥剖面圖
調流調壓閥在小流量工況時閥門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，閥門可消減流體部分能量，并對流體的部分能量有所保留，保證閥門具有足夠的過流能力。其主要優點如下：實現流量的控制，可以保持恒定流量;實現大壓差范圍內的調節，保持閥后壓力穩定;可以選擇手動和電動兩種控制方式，電動調流調壓閥還可以實現遠程控制，操作人員無需到達現場，即可根據需要進行高精度調節。本系列電裝具有功能全、性能可靠、控制系統*、體積小、重量輕、使用維護方便等特點。可對 閥門實行遠控、集控和自動控制。廣泛用于電力、冶金、石油、化工、造紙、污水處理等行業。 本產品的性能符合 JB/T8528-1997《普通型閥門電動裝置技術條件》的規定。隔爆型的性能符合 GB3836.1-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第 1 部分：通用要求》，GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用 電氣設備第 2 部分：隔爆型“d”》及 JB/T8529-1997《隔爆型閥門電動裝置技術條件》的規定。 多回轉電動裝置按防護類型分：有戶外型和隔爆型； 按控制方式分：有常規型、整體型和整體調節型； 按連接型式分：有轉矩型、電站型和推力型。
2、大型給水工程中調流調壓閥調流調壓閥的應用指標
2.1、水力工況
規格：公稱直徑DN100mm～DN1600mm；適用介質：水；適用溫度：0℃～70℃；公稱壓力：PN=1.0MPa～4.0MPa。
工況基本條件：在輸配水管道上安裝閥門，使水通過調流調壓閥后，流量、壓力在一定范圍內變化，以滿足工況要求。
活塞式控制閥由閥體、活塞、曲柄、連桿、消能裝置、閥桿、軸套、閥座、密封圈等主要部件組成。
活塞式控制閥閥體為流線形軸對稱流道，流體在閥體內能被很好地無紊流引導，能顯著降低閥門的噪聲和振動。保證閥門在高壓差下也具有良好的抗氣蝕特性，其允許氣蝕系數應不大于0.4。
活塞式控制閥具有優良的線性調節性能，以便控制系統通過出口壓力變送器的反饋信號調控閥門，保持出水壓力的恒定。
活塞式控制閥具有可靠的密封性能，在調節閥處于全關狀態下，保證無任何滲漏。
活塞式控制閥在正常運行工況下，無卡阻和有害振動現象，確保設備安全可靠運行。使用壽命不小于30年。活塞式控制閥具有良好的抗阻塞能力。可適用于有泥沙及小顆粒雜質的流體。活塞式控制閥在zui大工作壓差和動水啟閉運行工況下，保證整體抗推力安全可靠，不發生有害的振動。
活塞式控制閥驅動方式為電機驅動。電機驅動裝置應具有良好的防水性能，應動作靈活、安全可靠，手動操作力矩滿足國家標準。活塞式控制閥的電動裝置包括電 機、減速蝸輪、機械限位調節機構、力矩控制機構、行程控制機構、開度指示機構和手動電動轉換裝置。活塞式控制閥的電動裝置采用機電一體化設計，
配置現地操作控制箱。
活塞式控制閥的傳動裝置有以下性能：
·閥門過載保護；
·閥門行程保護；
·手動／電動切換裝置；
·閥門開度位置指示裝置；
·閥門開、關觸點，觸點接線的引出應滿足就地及遠方控制室的要求。
1、線性度好：由于閥體內部采用特殊結構設計，對于流體的流量控制特性具有良好的線性度，即使在第—個10%行程中仍具有良好的流量控制效果。
2、抗氣蝕、抗震動：充分利用流體動力學原理進行流道設計，消除汽蝕和震動現象對管網的損傷，大大提高閥門和管道的使用壽命。
3、工作可靠：合理設計的流道和密封型式，使該閥可以適用于含有泥沙等小顆粒雜質的流體，不會因雜物造成關閉不嚴而導致泄漏或控制失效。
4、高壓消能：即使在高壓差的情況下，該閥也能有效消除高壓能，將高壓減為低壓，而且不會產生震動和氣蝕現象，有效保證閥門的使用壽命。
5、選材精良：閥門的關鍵部位如閥座、擋塊、導軌等部件均采用特殊的不鋼筋材料制作，此材料耐磨、耐氣蝕，硬度為普通不鋼筋的三倍。
6、浮動閥座：閥座與錐體的連接采用特殊的硅膠粘合，粘性高，耐剪切．浮動閥座在密封時閥座產生自定心效果，使密封更可靠。
7、流體阻力小：該閥*結構設計，合理的流道分布，使整個閥門的壓力損失降至影氐有利于節約整個管網的動力消耗。
8、操作扭矩小：閥門中的啟閉件為套閘，其運動方向與主管流體流動方向一致，而且有效受力面積小，因此啟閉閥門所需的操力矩也很小，驅動裝置成本可大幅降低。
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生的振動、噪聲和氣蝕，其開啟度與流量成線性關系。
(3)閥門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，實現氣泡級密封、零泄漏。
(5)閥門有效啟閉次數可達5萬次以上。
(6)閥門自身水頭損失不大于2m水柱。
2.3、設備材質及防腐規范
2.3.1、設備材質
(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足要求，材料沒有任何損傷和缺陷。
(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，也不含有影響人身健康的對所輸水的水質不利的物質。廠家對所使用材料出具部門的衛生合格證。
(3)設備所使用的材料不會產生機械負荷或電氣負荷的過載。
(4)以下為閥門各部件材質。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：橡膠，閥體密封圈采用1Cr18Ni9Ti組合材料;閥門其他零部件：不銹鋼;齒輪箱：選用渦輪蝸桿齒輪箱(配限位開關、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氧樹脂，符合GB或同等標準。
2.4、電動執行機構
(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)適用于環境溫度：-25℃～70℃;100%的相對濕度。
(4)開/關極限位置均配限位開關，開和關的方向均配扭矩開關以防過載。開關觸點為純銀制作，具有高額定容量(220V/AC/)和長壽命。
(5)帶有現場機械式閥位指示器，配離合式緊急手輪，供現場進行手動操作。
(6)配備現場控制箱(與電動執行器為機電一體化)，功能要求如下：有閥位開度位置反饋傳感器RWG(兩線制)，輸出4mA～20mA模擬量信號;有閥門定位器，能接受4mA～20mA的控制信號，使閥門定位，靈敏度為0.25%～2.5%;可進行遠程/手動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;現場有開、停、關3個控制按鈕及相應的指示燈;用于遙控的信號繼電器有遠程/手動選擇、開/關選擇。
(7)閥門的自動調節控制，由閥門的現場控制柜內完成。現場控制柜需滿足現場室外安裝的需要，防護等級不小于IP65。閥門現場控制柜可與總控室通過GPRS進行無線數據通信，將現場的工作狀態定時傳送給總控室，并接收控制點的數據進行自動調節。在現場出現突發情況(如突然斷電、雷擊、不明故障等)時，活塞閥應可自動鎖定保持原有狀態，或增加自鎖裝置，增加設定值，突發意外情況時，自動按設定值操作。 
3 、大型給水工程中調流調壓閥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，主要發揮調節壓力、流量、消除氣蝕及通斷水流的作用。型號示例： 1.Z30I-18W：多回轉電動裝置，輸出轉矩 300N·m（30kgf·m），電站型接口，輸出轉速 18r/min，大 轉圈數 60，常規戶外型。 2.Z45T-24B/S：多回轉電動裝置，輸出轉矩 450N·m（45kgf·m），推力型接口，輸出轉速 24 r/min， 大轉圈數 120，隔爆型，帶手動減速箱。 3.Z120-24W/240T：多回轉電動裝置，輸出轉矩 1200N·m (120kgf·m)，轉矩型接口，輸出轉速 24 r/min， 大轉圈數 240 圈，整體調節型。
3. 工作環境和主要技術參數
3.1 電源：常規，三相 380V（50Hz）
特殊，三相 660V、415V（50Hz 、60Hz）；
單相 220V、110V（50Hz 、60Hz）
3.2 工作環境：
3.2.1 環境溫度：-20~+60℃ （特殊訂貨-40~+80℃）。
3.2.2 相對濕度：≤95%（25℃時）。
3.2.3 防護類型：戶外型用于無易燃、易爆和無腐蝕性介質的場所。隔爆型產品有 dⅠ和 dⅡBT4 兩種，dⅠ適用于煤礦非采掘工作面；dⅡBT4 用于工廠，適用于環境為ⅡA、Ⅱ B 級 T1~T4 組的爆炸性氣體混合物。
3.2.4 防護等級：IP55 （特殊訂貨 IP65、IP67）。
3.3 工作制：短時 10 分鐘 （特殊訂貨 30 分鐘） 。
內蒙古華電包頭發電有限公司擁有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中水及城市中水，安裝有一臺DN800mm調流調壓閥作為黃河水進水的流量控制閥門。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，大流量2200m3/h，小流量200m3/h，具有良好的線性參數。
上海市自來水市北有限公司楊樹浦水廠始建于1881年，1883年投產，為上海市大的水廠。該水廠出水經過二級加壓泵站加壓后，供向市區管網。兩臺DN800mm調流調壓閥安裝在楊樹浦水廠下屬二級加壓泵站清水池進水口處，2004年投入使用，采用電動控制，保持清水池流量恒定。
太原市現狀黃河水均由呼延水廠處理后供向市區。現狀呼延水廠清水池池底標高為851m，采用重力流供水方式，因市區管網大多年久失修，無法承受如此巨大的壓力，所以出廠調流調壓閥將出廠水水頭調整為830m，是對能源的一種極大浪費。另外，一旦呼延水廠出廠調流調壓閥發生故障，沒有可靠的挽救措施，將對下游管網造成巨大沖擊，新建調流調壓閥既可以防止此類事故發生(據了解，此類事故發生過一次，引起太原市城區管網同時發生多處爆管事件)，又可減少對能源的浪費。伴隨著太原市的道路新建及改造工程，太原市自來水公司將配套建設勝利東街加壓站、陽興河街加壓站、太行路加壓站。目前各加壓站選址已基本確定，急需提高管網壓力以保證加壓站進水，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。基于以上諸多原因，太原市城市供水管網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遠程控制，具備良好的壓力線性參數。 
4、大型給水工程中調流調壓閥調流調壓閥的應用前景
調流調壓閥是實現流量及壓力控制的閥門，現作為一種成熟產品在全國各地大中城市廣泛使用。其市場使用經驗已有10多年的歷史，受到普遍好評。未來隨著城市供水區域擴大，工程要求提高以及自動化程度增強，調流調壓閥必將得到更廣闊的發展空間。
|
