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活塞式多功能控制閥應(yīng)用原理

  • 發(fā)布日期:2016-11-28      瀏覽次數(shù):2007
    •                     活塞式多功能控制閥應(yīng)用原理

                           上海申弘閥門有限公司

      之前介紹 豎式安裝自力式壓力減壓閥注意事項,現(xiàn)在介紹活塞式多功能控制閥應(yīng)用原理調(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(dāng)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(biāo)、應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用前景進行討論。
          1 活塞式多功能控制閥應(yīng)用原理調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用原理
          電動調(diào)流調(diào)壓閥是借鑒德國、日本經(jīng)驗,總結(jié)國內(nèi)設(shè)計制造及實用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,根據(jù)流體力學(xué)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)和材料選用上解決了多年來流量調(diào)節(jié)閥易結(jié)垢,卡阻,驅(qū)動裝置偏大的難題?;钊髁空{(diào)節(jié)閥用途
      本閥主要用在水廠、電廠、引水工程等介質(zhì)為水的管網(wǎng)系統(tǒng),起調(diào)節(jié)管道介質(zhì)流量、流態(tài)以及調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力的作用。電動調(diào)流調(diào)壓閥特點 該閥*于傳統(tǒng)流量調(diào)節(jié)閥的特點就在于它的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選用使其不怕污水堵塞滑道,不怕結(jié)垢現(xiàn)象,不易卡阻。驅(qū)動裝置明顯減小。該閥可自動調(diào)節(jié)預(yù)先設(shè)定的管道介質(zhì)參數(shù)值,使之在一定精度內(nèi)保持恒定,且精度范圍也可以進行調(diào)整。該閥具有良好的耐氣蝕特性,閥體內(nèi)壁的筋板兼有整流板的作用,可以分散水流,防止氣蝕。同時,也減小了閥門的噪音和活塞的振動。該閥的控制系統(tǒng)可采用集成電子電路,體積小,可靠性好,靈敏度高,安裝調(diào)試方便。全關(guān)滲漏量為零,可作為截止閥使用。不必另設(shè)其他截止閥門。如控制程度及精度要求不是很高,該閥的控制可以采用手動或普通電動形式。可以臥式安裝,也可以立式安裝。調(diào)流調(diào)壓閥主要由閥體、活塞、活塞導(dǎo)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。

      圖1 調(diào)流調(diào)壓閥剖面圖
          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,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥調(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(dāng)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)。
          2 調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用指標(biāo)
          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(biāo)。
          (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(dǎo)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(biāo)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℃;99%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。現(xiàn)場控制柜需滿足現(xiàn)場室外安裝的需要,防護等級不小于IP65。閥門現(xiàn)場控制柜可與總控室通過GPRS進行無線數(shù)據(jù)通信,將現(xiàn)場的工作狀態(tài)定時傳送給總控室,并接收控制點的數(shù)據(jù)進行自動調(diào)節(jié)。在現(xiàn)場出現(xiàn)突況(如突然斷電、雷擊、不明故障等)時,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)意外時,自動按設(shè)定值操作。


          3 調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用現(xiàn)狀
          主由閥體要、活塞、活塞導(dǎo)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。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)?,F(xiàn)狀呼延水廠清水池池底標(biāo)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。與本產(chǎn)品相關(guān)論文:減壓閥裂紋檢修