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輸水樞紐調(diào)流調(diào)壓閥

  • 發(fā)布日期:2017/5/26      瀏覽次數(shù):1064
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                         輸水樞紐調(diào)流調(diào)壓閥

                          上海申弘閥門有限公司

    之前介紹高溫?zé)煔鉁p壓閥工作原理,現(xiàn)在介紹輸水樞紐調(diào)流調(diào)壓閥以三灣水利樞紐及輸水工程輸水線路設(shè)計(jì)為例,對(duì)三條輸水線路從工程安全性、線路所穿障礙物、施工條件、直至工期和投資,進(jìn)行了計(jì)算分析比較,得出:山上線要優(yōu)于沿江線和外環(huán)線。山上線方案。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(jī)構(gòu)、密封、內(nèi)部零件等組成。主要采用曲柄滑塊帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng),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(duì)撞,從而達(dá)到消能減壓、調(diào)節(jié)流量的目的。其具體結(jié)構(gòu)見圖1。

    1概述

    三灣水利樞紐位于愛河干流下游,壩址在丹東市振安區(qū)九連城鎮(zhèn)廟嶺村,距丹東市25km,主要是以城市供水為主,兼顧發(fā)電,并為丹東市供水提供安全保障的大型綜合利用水利工程,工程由水利樞紐工程、輸水管線和凈水廠三部分組成。調(diào)流調(diào)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(xì)介紹了調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用原理、應(yīng)用指標(biāo)、應(yīng)用現(xiàn)狀,并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了討論。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(dòng)、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(duì)其應(yīng)用原理、應(yīng)用指標(biāo)、應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用前景進(jìn)行討論。

    1、輸水樞紐調(diào)流調(diào)壓閥調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用原理

    調(diào)流調(diào)壓閥剖面圖
    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,水減壓閥調(diào)流調(diào)壓閥在小流量工況時(shí)閥門對(duì)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(shí),閥門可消減流體部分能量,并對(duì)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(diǎn)如下:實(shí)現(xiàn)流量的控制,可以保持恒定流量;實(shí)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(dòng)和電動(dòng)兩種控制方式,電動(dòng)調(diào)流調(diào)壓閥還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,操作人員無需到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),即可根據(jù)需要進(jìn)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(jiān)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(jìn)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(dòng)、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(shí)現(xiàn)氣泡級(jí)密封、零泄漏。

    (5)閥門有效啟閉次數(shù)可達(dá)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(qiáng)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(duì)所輸水的水質(zhì)不利的物質(zhì)。廠家對(duì)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(huì)產(chǎn)生機(jī)械負(fù)荷或電氣負(fù)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(jī)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(lán)色環(huán)氧樹脂,符合GB或同等標(biāo)準(zhǔn)。

    2.4、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

    (1)供電電源:380V±38V,50Hz。

    (2)根據(jù)IEC529,耐候防護(hù)等級(jí)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(duì)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(diǎn)為純銀制作,具有高額定容量(220V/AC/)和長壽命。

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

    (6)配備現(xiàn)場(chǎng)控制箱(與電動(dòng)執(zhí)行器為機(jī)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(hào);有閥門定位器,能接受4mA~20mA的控制信號(hào),使閥門定位,靈敏度為0.25%~2.5%;可進(jìn)行遠(yuǎn)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(xiàn)誤操作;現(xiàn)場(chǎng)有開、停、關(guān)3個(gè)控制按鈕及相應(yīng)的指示燈;用于遙控的信號(hào)繼電器有遠(yuǎn)程/手動(dòng)選擇、開/關(guān)選擇。

    (7)閥門的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制,由閥門的現(xiàn)場(chǎng)控制柜內(nèi)完成?,F(xiàn)場(chǎng)控制柜需滿足現(xiàn)場(chǎng)室外安裝的需要,防護(hù)等級(jí)不小于IP65。閥門現(xiàn)場(chǎng)控制柜可與總控室通過GPRS進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信,將現(xiàn)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(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)(如突然斷電、雷擊、不明故障等)時(shí),活塞閥應(yīng)可自動(dòng)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(shí),自動(dòng)按設(shè)定值操作。


    2三條輸水線路方案

    3方案比較

    3.1工程安全性1)從管線與鴨綠江的距離來說,輸水管線距離鴨綠江越近,受污染的幾率越大。沿江線方案“東平交通門至四道溝凈水廠段”沿鴨綠江沿岸的沿江景觀路鋪設(shè),沿江線距鴨綠江近。外環(huán)線方案主線遠(yuǎn)離鴨綠江,而沿江分支走向與沿江線相同,只是距離稍短。山上線方案無沿江分支均距離鴨綠江較遠(yuǎn),因此,就與鴨綠江的距離而言,山上線*,外環(huán)線次之,沿江線差。2)從管線沿鴨綠江鋪設(shè)的長度和負(fù)擔(dān)水量來說,外環(huán)線的應(yīng)急管路“東平交通門至江橋水廠段”也沿沿江路鋪設(shè),此段線路與沿江線方案主線重疊,但線路總長度較沿江線短6.333km,管徑及所負(fù)擔(dān)水量也較沿江線要小,因此可能受到污染的水量也較少。故就這點(diǎn)而言,山上線*,外環(huán)線次之,沿江線差。

    3.2線路所穿障礙物輸水管線所穿障礙物主要有隧洞、過河、過鐵路、過防洪堤等。就線路所穿障礙物的數(shù)量來說,山上線和外環(huán)線相同,沿江線少。但就工程安全和對(duì)障礙物的安全而言,沿江線1次穿越農(nóng)村土堤,2次穿越丹東市城市防洪堤(墻)且線路大部分在防洪堤保護(hù)范圍以外;外環(huán)線一次穿越農(nóng)村段土堤,1次穿越丹東市城市防洪堤(墻),沿江分支在防洪堤保護(hù)范圍以外;而山上線只穿越1次農(nóng)村段土堤。因此,山上線*,外環(huán)線次之,沿江線差。

    3.3施工條件鑒于該工程輸水管線三個(gè)方案的管道線路長度、管道長度、線路地層巖性比例、地下水對(duì)管線施工的影響程度、所穿障礙物的類型和數(shù)量、臨時(shí)占地、土石方平衡、拆遷量、施工場(chǎng)地等諸多方面都有很大差異,工程的施工難度相應(yīng)也有較大差異,在同等條件下工期的長短也就不同。就施工難度而言,外環(huán)線施工工程量比另外兩個(gè)方案多,同時(shí)有長3169m的隧洞,且沿國道鋪設(shè)和穿越的次數(shù)較多,所以比較起來難度也大。沿江線與山上線大多在城市道路下鋪設(shè),作業(yè)面相對(duì)較窄。沿江景觀路窄處僅8m寬,距離鴨綠江僅有幾米到幾十米,且地下水位較高,施工隊(duì)伍施展不開,而山上線的線路較沿江線稍長,經(jīng)過的巖石區(qū)長。所以綜合起來,外環(huán)線的施工難度大,山上線和沿江相差不大。

    3.4工期和投資如三方案均采用兩個(gè)工作面,每個(gè)工作面平均每天完成管溝開挖95m,管道鋪設(shè)、設(shè)備安裝及檢驗(yàn)90m,溝槽回填85m,除去冬季無法施工的影響,則三方案的工期分別為:沿江線方案20個(gè)月、外環(huán)線方案24個(gè)月、山上線方案22個(gè)月。可見,就施工工期而言,外環(huán)線長,山上線次之,沿江線短。從工程投資來看,經(jīng)總體計(jì)算沿江線與山上線投資較少,外環(huán)線投資大。

    調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用現(xiàn)狀
    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(tái)裝機(jī)容量60kWh機(jī)組,2006-2008年期間采用黃河水為其主要水源,供涼水塔補(bǔ)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(tái)DN800mm調(diào)流調(diào)壓閥作為黃河水進(jìn)水的流量控制閥門。該調(diào)流調(diào)壓閥2005年底試安裝運(yùn)行,2006年3月正式使用。根據(jù)運(yùn)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(jí)加壓泵站加壓后,供向市區(qū)管網(wǎng)。兩臺(tái)DN800mm調(diào)流調(diào)壓閥安裝在楊樹浦水廠下屬二級(jí)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(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(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(duì)能源的一種極大浪費(fèi)。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(duì)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(shí)發(fā)生多處爆管事件),又可減少對(duì)能源的浪費(fèi)。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(jìn)水,從而擴(kuò)展供水區(qū)域。新建調(diào)流調(diào)壓閥可以提高上游壓力,擴(kuò)大選址范圍?;谝陨现T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(tái)調(diào)流調(diào)壓閥(1臺(tái)DN800mm、2臺(tái)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(dòng)遠(yuǎn)程控制,具備良好的壓力線性參數(shù)。

    4結(jié)論

    調(diào)流調(diào)壓閥的應(yīng)用前景
    調(diào)流調(diào)壓閥是實(shí)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(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)已有10多年的歷史,受到普遍好評(píng)。未來隨著城市供水區(qū)域擴(kuò)大,工程要求提高以及自動(dòng)化程度增強(qiáng),調(diào)流調(diào)壓閥必將得到更廣闊的發(fā)展空間。線路比選應(yīng)立足工程全局來進(jìn)行決策,根據(jù)各方面因素影響綜合考慮,從而篩選出投資較合理、社會(huì)環(huán)境影響小、各方宜接受的方案。三方案從工程的安全性、線路所穿障礙物、施工條件、以及工期和投資的比較與分析,山上線要優(yōu)于沿江線和外環(huán)線,山上街方案。與本產(chǎn)品相關(guān)論文:不銹鋼減壓閥