電動調(diào)流調(diào)壓閥的工作原理
上海申弘閥門有限公司
之前介紹在線調(diào)節(jié)減壓閥，現(xiàn)在介紹電動調(diào)流調(diào)壓閥的工作原理調(diào)流調(diào)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(yīng)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(nèi)蒙古華電包頭第二熱電廠給水工程、太原市城市供水管網(wǎng)調(diào)流調(diào)壓工程等。下面將對其應(yīng)用原理、應(yīng)用指標、應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用前景進行討論。
1調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用原理
調(diào)流調(diào)壓閥主要由閥體、活塞、活塞導軌、內(nèi)置曲柄滑塊機構(gòu)、密封、內(nèi)部零件等組成。主要采用曲柄滑塊帶動活塞運動，在閥體內(nèi)部形成軸向?qū)ΨQ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(diào)節(jié)流量的目的。其具體結(jié)構(gòu)見圖1。調(diào)流調(diào)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(yīng)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(nèi)蒙古華電包頭第二熱電廠給水工程、
太原市城市供水管網(wǎng)調(diào)流調(diào)壓工程等。下面將對其應(yīng)用原理、應(yīng)用指標、應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用前景進行討論。
1調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用原理
調(diào)流調(diào)壓閥主要由閥體、活塞、活塞導軌、內(nèi)置曲柄滑塊機構(gòu)、密封、內(nèi)部零件等組成。主要采用曲柄滑塊帶動活塞運動，在閥體內(nèi)部形成軸向?qū)ΨQ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(diào)節(jié)流量的目的。其具體結(jié)構(gòu)見圖1。調(diào)流調(diào)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(yōu)點如下：實現(xiàn)流量的控制，可以保持恒定流量；實現(xiàn)大壓差范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，保持閥后壓力穩(wěn)定；可以選擇手動和電動兩種控制方式，電動調(diào)流調(diào)壓閥還可以實現(xiàn)遠程控制，操作人員無需到達現(xiàn)場，即可根據(jù)需要進行高精度調(diào)節(jié)。
電動調(diào)流調(diào)壓閥的工作原理LHS941X調(diào)壓調(diào)流閥執(zhí)行標準
法蘭壓力：DN2501
法蘭連接：DN2532
閥體長度：DN3230
實驗壓力：DN3230
LHS941X調(diào)壓調(diào)流閥主要零部件
閥體：球墨鑄鐵
活塞奧氏體不銹鋼2Cr13
軸承青銅
密封圈：NBR
連接螺栓：不銹鋼1Cr13
(1)線性度好：由于閥體內(nèi)部采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計，消除汽蝕和震動現(xiàn)象對管網(wǎng)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(shè)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(zhì)的流體，不會因雜物造成關(guān)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(chǎn)生震動和氣蝕現(xiàn)象，有效保證閥門的使用壽命。
(5)選材精良：閥門的關(guān)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(chǎn)生自定心效果，使密封更可靠。
(7)流體阻力小：該閥的結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)約整個管網(wǎng)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(qū)動裝置成本可大幅降低。
(9)使用壽命長：閥門中主要密封為金屬對屬，密封可靠，抗流體沖蝕力強，不易被夾雜的垃圾損壞，加之大部分部件采用不銹鋼制造，閥門的使用壽命大大提高。
2調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用指標
2.1水力工況
規(guī)格：公稱直徑DN100mm～DN1600mm適用介質(zhì)：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(diào)流調(diào)壓閥后，流量、壓力在一定范圍內(nèi)變化，以滿足工況要求。2.2結(jié)構(gòu)與性能規(guī)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(diào)節(jié)壓力、流量、消除氣蝕及通斷水流作用。其進出口結(jié)構(gòu)做到平滑順暢，避免因流道結(jié)構(gòu)變化造成的水流紊亂而產(chǎn)生的振動、噪聲和氣蝕，其開啟度與流量成線性關(guān)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(xiàn)行國標。
（4）活塞閥采用金屬與橡膠雙重密封，實現(xiàn)氣泡級密封、零泄漏。
（5）閥門有效啟閉次數(shù)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(shè)備材質(zhì)及防腐規(guī)范2.3.1設(shè)備材質(zhì)
（1）設(shè)備制造和安裝設(shè)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(shè)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)。廠家對所使用材料出具部門的衛(wèi)生合格證。
（3）設(shè)備所使用的材料不會產(chǎn)生機械負荷或電氣負荷的過載。
（4）以下為閥門各部件材質(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(nèi)置曲柄滑塊機構(gòu)：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(guān)、位置指示器）。2.3.2防腐
閥體內(nèi)外采用靜電粉末噴涂藍色環(huán)氧樹脂，符合GB或同等
標準。2.4電動執(zhí)行機構(gòu)
（1）供電電源：380V±38V，50Hz。
（2）根據(jù)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/關(guān)極限位置均配限位開關(guān)，開和關(guān)的方向均配扭矩開關(guān)以防過載。開關(guān)觸點為純銀制作，具有高額定容量（220V/AC/）和長壽命。
（5）帶有現(xiàn)場機械式閥位指示器，配離合式緊急手輪，供現(xiàn)場進行手動操作。
（6）配備現(xiàn)場控制箱（與電動執(zhí)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(xiàn)誤操作；現(xiàn)場有開、停、關(guān)3個控制按鈕及相應(yīng)的指示燈；用于遙控的信號繼電器有遠程/手動選擇、
開/關(guān)選擇。
（7）閥門的自動調(diào)節(jié)控制，由閥門的現(xiàn)場控制柜內(nèi)完成。活塞閥應(yīng)可自動鎖定保持原有狀態(tài)，或增加自鎖裝置，增加設(shè)定值，突發(fā)意外情況時，自動按設(shè)定值操作。我們有個樞紐工程需要以下設(shè)備。麻煩你給我提供一下設(shè)備的價格，謝謝。
1.0MPa DN200電動調(diào)流調(diào)壓閥 （5臺）
1.0MPa DN250電動調(diào)流調(diào)壓閥（5臺）
1.0MPa DN350電動調(diào)流調(diào)壓閥（2臺）
偏心半球閥PQ940H-10 350（8臺）
偏心半球閥PQ940H-10 300（9臺）
偏心半球閥PQ940H-10 250（6臺）
全自動管道過濾器DN350 1.0MPa（5臺）
水擊泄放閥（5臺）DN300 1.0MPA
3調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用現(xiàn)狀
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥調(diào)流調(diào)壓閥在大型給水工程中安裝在輸水管道上，主要發(fā)揮調(diào)節(jié)壓力、流量、消除氣蝕及通斷水流的作用。內(nèi)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(xiàn)狀主要使用包頭鋼鐵廠中水及城市中水，安裝有一臺DN800mm調(diào)流調(diào)壓閥作為黃河水進水的流量控制閥門。該調(diào)流調(diào)壓閥2005年底試安裝運行，2006年3月正式使用。根據(jù)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(shù)。
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(chǎn)，為上海市大的水廠。該水廠出水經(jīng)過二級加壓泵站加壓后，供向市區(qū)管網(wǎng)。兩臺DN800mm調(diào)流調(diào)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(xiàn)狀黃河水均由呼延水廠處理后供向市區(qū)。現(xiàn)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(qū)管網(wǎng)大多年久失修，無法承受如此巨大的壓力，所以出廠調(diào)流調(diào)壓閥將出廠水水頭調(diào)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(diào)流調(diào)壓閥發(fā)生故障，沒有可靠的挽救措施，將對下游管網(wǎng)造成巨大沖擊，新建調(diào)流調(diào)壓閥既可以防止此類事故發(fā)生（據(jù)了解，此類事故發(fā)生過一次，引起太原市城區(qū)管網(wǎng)同時發(fā)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(shè)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(wǎng)壓力以保證加壓站進水，從而擴展供水區(qū)域。新建調(diào)流調(diào)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(wǎng)調(diào)流調(diào)壓工程中使用了3臺調(diào)流調(diào)壓閥（1臺DN800mm、2臺DN1200mm）。DN800mm調(diào)流調(diào)壓閥：調(diào)節(jié)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(diào)流調(diào)壓閥：調(diào)節(jié)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(diào)流調(diào)壓閥均采用電動遠程控制，具備良好的壓力線性參數(shù)。
4調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用前景
調(diào)流調(diào)壓閥是實現(xiàn)流量及壓力控制的閥門，現(xiàn)作為一
種成熟產(chǎn)品在全國各地大中城市廣泛使用。其市場使用經(jīng)驗已有10多年的歷史，受到普遍好評。未來隨著城市供水區(qū)域擴大，工程要求提高以及自動化程度增強，調(diào)流調(diào)壓閥必將得到更廣闊的發(fā)展空間。電動調(diào)壓調(diào)流止回閥是借鑒德國、日本經(jīng)驗，總結(jié)國內(nèi)設(shè)計制造機實用的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，根據(jù)流體力學特性而開發(fā)出來的調(diào)速調(diào)壓型閥 門。已經(jīng)在電站、引水，供水等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過改進的本系列流量調(diào)節(jié)閥不但適用于清水，對于天然江河湖泊水、輕度污水具有良好的耐受能力，從設(shè) 計結(jié)構(gòu)和材料上選用解決了多年流量調(diào)節(jié)閥易結(jié)垢，卡阻，驅(qū)動裝置偏大的難題。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：不銹鋼減壓閥
客服1號