水利組合活塞式減壓閥運(yùn)行工況分析

水利組合活塞式減壓閥運(yùn)行工況分析

水利減壓閥有著自己特點(diǎn)，而且種類很多，才受到大家的歡迎，今天為大家介紹一下關(guān)于水利減壓閥的相關(guān)知識(shí)，介紹一下水利減壓閥的分類減壓閥是一種軸流式調(diào)節(jié)閥，由閥外體、閥內(nèi)體、閥桿、活塞桿、活塞和籠筒組成主要由主閥、控制導(dǎo)閥、過(guò)濾器、針閥、球閥及旁通管道節(jié)流部位等組成。適用于溫度≤80℃的水及非腐蝕性液體（汽油、煤油）和氣體等需要降低到一定范圍的設(shè)備和管路系統(tǒng)上，通過(guò)調(diào)節(jié)將進(jìn)口壓力降低至某一需要的出口壓力值。當(dāng)進(jìn)口力或流量發(fā)生變化時(shí)，靠介質(zhì)本身的能量可自動(dòng)保持出口壓力在一定的范圍內(nèi)。

組合式減壓閥技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)：   

閥體

閥體包括閥外體和閥內(nèi)體，是一完整的鑄造體，閥的內(nèi)外體之間有一軸向?qū)ΨQ流道，見(jiàn)圖1箭頭所示處。

籠筒

籠筒是減壓閥的關(guān)鍵部件，結(jié)構(gòu)。壁面上有許多孔洞，減壓閥選用三層籠筒，即籠筒壁面分三層，每層按一定規(guī)律分布有許多孔洞，三層壁面按一定的要求組合為一體。

3、活塞桿和閥桿

活塞桿與閥桿構(gòu)成一個(gè)90°的角式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，活塞借助此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在導(dǎo)軌內(nèi)沿閥門(mén)的中心線運(yùn)動(dòng)，活塞桿與閥桿上的45°的齒條相互耦合，閥桿上下傳動(dòng)，帶動(dòng)活塞桿及活塞在全行程上前后運(yùn)動(dòng)?；钊亩嗣嫔暇鶆蚍植加锌锥?見(jiàn)圖1)，以使活塞內(nèi)外壓力平衡，前后運(yùn)動(dòng)時(shí)不受軸向壓力的影響。

4、工作原理

減壓閥是活塞型閥門(mén)，活塞在籠筒內(nèi)被導(dǎo)引，節(jié)流發(fā)生在活塞邊緣與籠筒的孔口之間，油流來(lái)自籠筒外，因此在籠筒層孔內(nèi)油流速度很高，籠筒選用的材質(zhì)高度抗腐蝕與磨蝕。減壓閥有獲密封系統(tǒng)，主密封圈位于籠筒的最前端，活塞在全行程上被導(dǎo)引，當(dāng)被推動(dòng)穿過(guò)主密封圈時(shí)，閥門(mén)前后的差壓強(qiáng)迫主密封圈緊貼活塞壁而緊密關(guān)閉閥門(mén)?；钊ㄟ^(guò)活塞桿的導(dǎo)引在籠筒內(nèi)前后運(yùn)動(dòng)，閥桿借助它與活塞桿上的45°的齒條傳動(dòng)活塞桿，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥桿向上時(shí)，活塞向后移動(dòng)，開(kāi)大閥門(mén)；當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥桿向下時(shí)，活塞向前移動(dòng)，關(guān)小閥門(mén)。

減壓閥采用了帶氣動(dòng)閥門(mén)定位器的活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，氣源裝置給執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供了一定壓力的壓縮空氣，電／氣轉(zhuǎn)換器把從控制室來(lái)的4～20mADC信號(hào)轉(zhuǎn)換為0.02～0.1MPa的標(biāo)準(zhǔn)氣動(dòng)信號(hào)，傳輸信號(hào)為電信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)操作為氣動(dòng)信號(hào)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直線位移輸出，通過(guò)推桿帶動(dòng)閥桿上下移動(dòng)，從而使閥門(mén)開(kāi)度在全行程上變化。

5、性能特點(diǎn)

軸向?qū)ΨQ流道。閥體采用了軸向?qū)ΨQ流道，避免了優(yōu)先流和不必要的流向改變，使噪音和紊流趨勢(shì)明顯降低。

氣密級(jí)密封系統(tǒng)。減壓閥具有獲的密封系統(tǒng)，即使在的工作條件下，也能在全壓力范圍內(nèi)保證關(guān)斷嚴(yán)密。

壓力平衡。由于減壓閥裝配了壓力平衡活塞，使得操作活塞的軸向力與閥門(mén)兩端的壓差無(wú)關(guān)，因此使用較小的執(zhí)行機(jī)構(gòu)就能達(dá)到快動(dòng)的目的。

二、水利組合活塞式減壓閥運(yùn)行工況分析調(diào)節(jié)特性

減壓閥的調(diào)節(jié)特性是由閥內(nèi)部件的結(jié)構(gòu)決定的，所謂調(diào)節(jié)特性是指流過(guò)閥門(mén)介質(zhì)的相對(duì)流通能力與閥門(mén)相對(duì)開(kāi)度的關(guān)系，相對(duì)流通能力是閥門(mén)某一開(kāi)度時(shí)流通能力與全開(kāi)時(shí)流通能力之比，相對(duì)開(kāi)度是閥門(mén)某一開(kāi)度與全開(kāi)度之比。減壓閥的調(diào)節(jié)特性如圖3所示。中可以看出，減壓閥具有良好的線性調(diào)節(jié)特性，最小流量時(shí)開(kāi)度約在10%處，這一點(diǎn)使得閥門(mén)接近關(guān)閉時(shí)工作緩和平穩(wěn)，確保關(guān)斷嚴(yán)密。在正常的可調(diào)范圍內(nèi)流量變化與閥門(mén)開(kāi)度成線性關(guān)系。

　　減壓閥的種類很多，但大致可分為直接作用式（自力式）和間接作用式（它力式）兩大類。直接作用式減壓閥，即利用介質(zhì)本身的能量來(lái)控制所需的壓力，間接作用式減壓閥，即利用外界的動(dòng)力，如氣壓、液壓或電氣等來(lái)控制所需的壓力。這兩類相比，前者結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，后者精度較高。目前，我國(guó)大量生產(chǎn)和使用的都是直接作用式減壓閥。根據(jù)減壓閥的結(jié)構(gòu)還可分為：

　　活塞式減壓閥：它是通過(guò)活塞來(lái)平衡壓力，帶動(dòng)閥瓣運(yùn)動(dòng)。

　　薄膜式減壓閥：采用薄膜作敏感元件來(lái)帶動(dòng)閥瓣運(yùn)動(dòng)的減壓閥。

　　氣包式減壓閥：依靠閥后介質(zhì)進(jìn)入氣包內(nèi)的壓力來(lái)平衡壓力的減壓閥。

三、水利組合活塞式減壓閥運(yùn)行工況分析在管道中的調(diào)節(jié)原理

庫(kù)鄯輸油管道使用了兩個(gè)減壓閥，并聯(lián)安裝在覺(jué)羅塔格減壓站，其中主閥PV1001起主要調(diào)節(jié)作用，副閥PV1002起備用調(diào)節(jié)作用，庫(kù)鄯輸油管道一期工程水力坡降線示意圖如所示。

工程水力坡降線示意圖中可以看出減壓閥的主要作用是。

(1)在減壓站通過(guò)減壓閥節(jié)流降壓，消耗掉管道點(diǎn)至末站進(jìn)站間的多余位能(P2－P3)。

(2)通過(guò)減壓閥控制減壓站上游管道的壓力，保證高點(diǎn)正壓運(yùn)行，并避免高點(diǎn)至減壓站管道內(nèi)出現(xiàn)不滿流現(xiàn)象。

(3)全線停運(yùn)時(shí)，通過(guò)減壓閥的嚴(yán)密關(guān)斷，防止減壓站上游出現(xiàn)不利于再啟動(dòng)的空管現(xiàn)象。

其中Z1、Z2、d、L、β、γ、ν為已知，為了保證高點(diǎn)正壓運(yùn)行，取P1為0.2MPa(設(shè)計(jì)參考值)，由式(1)中可以得出：減壓站的進(jìn)站壓力P2隨Q變化而變化，Q取首站出站流量。在實(shí)際運(yùn)行中PSP（減壓站進(jìn)站壓力設(shè)定值）由SCADA系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)定的Q進(jìn)行計(jì)算得出，并從主機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳給減壓站的站控PLC，由PLC內(nèi)的PID(比例積分微分)調(diào)節(jié)程序?qū)p壓站的上游壓力P2進(jìn)行控制。

當(dāng)P2＜PSP時(shí)，PV1001關(guān)小，直至偏差e＝P2－PSP＝0為止；

當(dāng)P2＞PSP時(shí)，PV1001開(kāi)大，直至偏差e＝0為止；

水利減壓閥

當(dāng)P2＝PSP時(shí)，PV1001保持當(dāng)前開(kāi)度。四、水利組合活塞式減壓閥運(yùn)行工況分析減壓閥結(jié)構(gòu)，并水電站上使用，由于設(shè)計(jì)上的疏忽，減壓站進(jìn)站主流程上未裝過(guò)濾器，后經(jīng)補(bǔ)裝過(guò)濾器，并多次沖洗減壓閥，運(yùn)行工況才逐漸趨于正常。以上的分類方法是根據(jù)減壓閥的結(jié)構(gòu)來(lái)分的。如果按減壓閥的閥座形式來(lái)分，又可分為單閥座式減壓閥和雙閥座式減壓閥兩種。雙閥座式減壓閥安一方面可使作用在上、下閥座上的力大部分相互平衡而抵消，減小作用在閥桿上的合力；另一方面還可以得到較大的通道面積，同時(shí)能減小整個(gè)閥門(mén)的體積。但雙閥座減壓閥的閥座工藝性不好，雙閥座的加工和研磨比較困難；裝配尺寸鏈應(yīng)很好控制，才能保證裝配精度，使減壓閥在工作時(shí)正常穩(wěn)定。