调流调压阀在水电站应用

                    调流调压阀在水电站应用

                     上海申弘阀门有限公司

之前介绍减压阀入口压力小于设定值，现在介绍调流调压阀在水电站应用调流调压阀又称活塞式多功能控制阀，因其具有多种控制功能（如水位控制功能、减压控制功能、持压泄压控制功能、流量控制功能等），能起到无气蚀、无紊流、无振动、耐泥沙等作用，故在当今大型给水工程中广泛应用，例如长江三峡左岸电站工程、黄河小浪底水电站水利枢纽工程、内蒙古华电包头第二热电厂给水工程、太原市城市供水管网调流调压工程等。下面将对其应用原理、应用指标、应用现状、应用前景进行讨论。

 总结国内设计制造及实用经验的基础上，根据流体力学特性而开发出来的调速调压型阀门。已经在电站、引水、供水等领域得到了广泛的应用。经过改进的本系列流量调节阀不但适用于清水，对于天然江河湖泊水、轻度污水具有良好的耐受能力。从设计结构和材料选用上解决了多年来流量调节阀易结垢，卡阻，驱动装置偏大的难题。活塞流量调节阀用途
本阀主要用在水厂、电厂、引水工程等介质为水的管网系统，起调节管道介质流量、流态以及调节管网压力的作用。电动调流调压阀特点 该阀*于传统流量调节阀的特点就在于它的结构设计和材料选用使其不怕污水堵塞滑道，不怕结垢现象，不易卡阻。驱动装置明显减小。该阀可自动调节预先设定的管道介质参数值，使之在一定精度内保持恒定，且精度范围也可以进行调整。该阀具有良好的耐气蚀特性，阀体内壁的筋板兼有整流板的作用，可以分散水流，防止气蚀。同时，也减小了阀门的噪音和活塞的振动。该阀的控制系统可采用集成电子电路，体积小，可靠性好，灵敏度高，安装调试方便。全关渗漏量为零，可作为截止阀使用。不必另设其他截止阀门。如控制程度及精度要求不是很高，该阀的控制可以采用手动或普通电动形式。可以卧式安装，也可以立式安装。
   1 调流调压阀在水电站应用调流调压阀的应用原理
    调流调压阀主要由阀体、活塞、活塞导轨、内置曲柄滑块机构、密封、内部零件等组成。主要采用曲柄滑块带动活塞运动，在阀体内部形成轴向对称的环形流道，并有效地控制流通面积，形成从入口到出口截面为递减的流道，从而使流体的流速渐升，并通过圆周方向上的多孔，向管路中心方向形成射流对撞，从而达到消能减压、调节流量的目的。其具体结构见图1。

图1 调流调压阀剖面图
    调流调压阀在小流量工况时阀门对流体具有良好的消能效果，有效防止气蚀；当大流量工况时，阀门可消减流体部分能量，并对流体的部分能量有所保留，保证阀门具有足够的过流能力。其主要优点如下：实现流量的控制，可以保持恒定流量；实现大压差范围内的调节，保持阀后压力稳定；可以选择手动和电动两种控制方式，电动调流调压阀还可以实现远程控制，操作人员无需到达现场，即可根据需要进行高精度调节。

    2 调流调压阀的应用指标
    2.1 水力工况
    规格：公称直径DN100mm～DN1600mm
    适用介质：水。
    适用温度：0℃～70℃。
    公称压力：PN＝1.0MPa～4.0MPa。
    工况基本条件：在输配水管道上安装阀门，使水通过调流调压阀后，流量、压力在一定范围内变化，以满足工况要求。
    2.2 结构与性能规范
    （1）上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,水减压阀阀体一体化整体铸造，确保坚固耐用。阀门整体及阀体、活塞、阀轴等主要部件，使用寿命不少于50年。
    （2）阀门安装在输水管道上，起调节压力、流量、消除气蚀及通断水流作用。其进出口结构做到平滑顺畅，避免因流道结构变化造成的水流紊乱而产生的振动、噪声和气蚀，其开启度与流量成线性关系。
    （3）阀门与管道的连接形式为法兰连接，法兰连接尺寸符合现行国标。
    （4）活塞阀采用金属与橡胶双重密封，实现气泡级密封、零泄漏。
    （5）阀门有效启闭次数可达5万次以上。
    （6）阀门自身水头损失不大于2m水柱。

 2.3 设备材质及防腐规范
    2.3.1设备材质
    （1）设备制造和安装设备所使用的材料，从强度、韧性和耐久性方面都满足要求，材料没有任何损伤和缺陷。
    （2）设备所使用的与水接触的材料，都不含有异味或有毒性的物质，也不含有影响人身健康的对所输水的水质不利的物质。厂家对所使用材料出具部门的卫生合格证。
    （3）设备所使用的材料不会产生机械负荷或电气负荷的过载。
    （4）以下为阀门各部件材质。阀体：球墨铸铁QT500-7；活塞：不锈钢1Cr18Ni9Ti；活塞导轨：锡黄铜HSn62-1；内置曲柄滑块机构：不锈钢2Cr13；密封圈：丁腈橡胶，阀体密封圈采用1Cr18Ni9Ti组合材料；阀门其他零部件：不锈钢；齿轮箱：选用涡轮蜗杆齿轮箱（配限位开关、位置指示器）。
    2.3.2 防腐
    阀体内外采用静电粉末喷涂蓝色环氧树脂，符合GB或同等标准。
    2.4 电动执行机构
    （1）供电电源：380V±38V，50Hz。
    （2）根据IEC529，耐候防护等级符合IP68，防尘防水，可全天候工作。
    （3）适用于环境温度：-25℃～70℃；99%的相对湿度。
    （4）开/关极限位置均配限位开关，开和关的方向均配扭矩开关以防过载。开关触点为纯银制作，具有高额定容量（220V/AC/）和长寿命。
    （5）带有现场机械式阀位指示器，配离合式紧急手轮，供现场进行手动操作。
    （6）配备现场控制箱（与电动执行器为机电一体化），功能要求如下：有阀位开度位置反馈传感器RWG（两线制），输出4mA～20mA模拟量信号；有阀门定位器，能接受4mA～20mA的控制信号，使阀门定位，灵敏度为0.25%～2.5%；可进行远程/手动两种控制方式的选择，而且可以锁定在其中一种方式下，以免出现误操作；现场有开、停、关3个控制按钮及相应的指示灯；用于遥控的信号继电器有远程/手动选择、开/关选择。
    （7）阀门的自动调节控制，由阀门的现场控制柜内完成。现场控制柜需满足现场室外安装的需要，防护等级不小于IP65。阀门现场控制柜可与总控室通过GPRS进行无线数据通信，将现场的工作状态定时传送给总控室，并接收控制点的数据进行自动调节。在现场出现突况（如突然断电、雷击、不明故障等）时，活塞阀应可自动锁定保持原有状态，或增加自锁装置，增加设定值，突发意外情况时，自动按设定值操作。

    3 调流调压阀的应用现状
    调流调压阀在大型给水工程中安装在输水管道上，主要发挥调节压力、流量、消除气蚀及通断水流的作用。
    内蒙古华电包头发电有限公司拥有2台装机容量60kWh机组，2006-2008年期间采用黄河水为其主要水源，供凉水塔补水使用，现状主要使用包头钢铁厂中水及城市中水，安装有一台DN800mm调流调压阀作为黄河水进水的流量控制阀门。该调流调压阀2005年底试安装运行，2006年3月正式使用。根据运行人员介绍，大流量2200m3/h，小流量200m3/h，具有良好的线性参数。
    上海市自来水市北有限公司杨树浦水厂始建于1881年，1883年投产，为上海市大的水厂。该水厂出水经过二级加压泵站加压后，供向市区管网。两台DN800mm调流调压阀安装在杨树浦水厂下属二级加压泵站清水池进水口处，2004年投入使用，采用电动控制，保持清水池流量恒定。

    太原市现状黄河水均由呼延水厂处理后供向市区。现状呼延水厂清水池池底标高为851m，采用重力流供水方式，因市区管网大多年久失修，无法承受如此巨大的压力，所以出厂调流调压阀将出厂水水头调整为830m，是对能源的一种极大浪费。另外，一旦呼延水厂出厂调流调压阀发生故障，没有可靠的挽救措施，将对下游管网造成巨大冲击，新建调流调压阀既可以防止此类事故发生（据了解，此类事故发生过一次，引起太原市城区管网同时发生多处爆管事件），又可减少对能源的浪费。伴随着太原市的道路新建及改造工程，太原市自来水公司将配套建设胜利东街加压站、阳兴河街加压站、太行路加压站。目前各加压站选址已基本确定，急需提高管网压力以保证加压站进水，从而扩展供水区域。新建调流调压阀可以提高上游压力，扩大选址范围。基于以上诸多原因，太原市城市供水管网调流调压工程中使用了3台调流调压阀（1台DN800mm、2台DN1200mm）。DN800mm调流调压阀：调节流量范围0m3/h～3760m3/h，阀前压力0.6MPa～0.8MPa，阀后压力0.3MPa～0.4MPa；DN1200mm调流调压阀：调节流量范围0m3/h～8200m3/h，阀前压力0.6MPa～0.8MPa，阀后压力0.3MPa～0.4MPa。调流调压阀均采用电动远程控制，具备良好的压力线性参数。

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    4 调流调压阀的应用前景
    调流调压阀是实现流量及压力控制的阀门，现作为一种成熟产品在全国各地大中城市广泛使用。其市场使用经验已有10多年的历史，受到普遍好评。未来随着城市供水区域扩大，工程要求提高以及自动化程度增强，调流调压阀必将得到更广阔的发展空间。与本产品相关论文：水轮机减压阀