水利組合活塞式減壓閥運行工況分析

水利組合活塞式減壓閥運行工況分析

水利減壓閥有著自己特點，而且種類很多，才受到大家的歡迎，今天為大家介紹一下關于水利減壓閥的相關知識，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、控制導閥、過濾器、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備和管路系統(tǒng)上，通過調(diào)節(jié)將進口壓力降低至某一需要的出口壓力值。當進口力或流量發(fā)生變化時，靠介質本身的能量可自動保持出口壓力在一定的范圍內(nèi)。

組合式減壓閥技術指標與參數(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)外體之間有一軸向對稱流道，見圖1箭頭所示處。

籠筒

籠筒是減壓閥的關鍵部件，結構。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

活塞桿與閥桿構成一個90°的角式傳動機構，活塞借助此傳動機構在導軌內(nèi)沿閥門的中心線運動，活塞桿與閥桿上的45°的齒條相互耦合，閥桿上下傳動，帶動活塞桿及活塞在全行程上前后運動。活塞的端面上均勻分布有孔洞(見圖1)，以使活塞內(nèi)外壓力平衡，前后運動時不受軸向壓力的影響。

4、工作原理

減壓閥是活塞型閥門，活塞在籠筒內(nèi)被導引，節(jié)流發(fā)生在活塞邊緣與籠筒的孔口之間，油流來自籠筒外，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引，當被推動穿過主密封圈時，閥門前后的差壓強迫主密封圈緊貼活塞壁而緊密關閉閥門。活塞通過活塞桿的導引在籠筒內(nèi)前后運動，閥桿借助它與活塞桿上的45°的齒條傳動活塞桿，當執(zhí)行機構驅動閥桿向上時，活塞向后移動，開大閥門；當執(zhí)行機構驅動閥桿向下時，活塞向前移動，關小閥門。

減壓閥采用了帶氣動閥門定位器的活塞執(zhí)行機構，氣源裝置給執(zhí)行機構提供了一定壓力的壓縮空氣，電／氣轉換器把從控制室來的4～20mADC信號轉換為0.02～0.1MPa的標準氣動信號，傳輸信號為電信號，現(xiàn)場操作為氣動信號。執(zhí)行機構接受控制信號轉換成相應的直線位移輸出，通過推桿帶動閥桿上下移動，從而使閥門開度在全行程上變化。

5、性能特點

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

氣密級密封系統(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)保證關斷嚴密。

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兩端的壓差無關，因此使用較小的執(zhí)行機構就能達到快動的目的。

二、水利組合活塞式減壓閥運行工況分析調(diào)節(jié)特性

減壓閥的調(diào)節(jié)特性是由閥內(nèi)部件的結構決定的，所謂調(diào)節(jié)特性是指流過閥門介質的相對流通能力與閥門相對開度的關系，相對流通能力是閥門某一開度時流通能力與全開時流通能力之比，相對開度是閥門某一開度與全開度之比。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，最小流量時開度約在10%處，這一點使得閥門接近關閉時工作緩和平穩(wěn)，確保關斷嚴密。在正常的可調(diào)范圍內(nèi)流量變化與閥門開度成線性關系。

　　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，即利用介質本身的能量來控制所需的壓力，間接作用式減壓閥，即利用外界的動力，如氣壓、液壓或電氣等來控制所需的壓力。這兩類相比，前者結構比較簡單，后者精度較高。目前，我國大量生產(chǎn)和使用的都是直接作用式減壓閥。根據(jù)減壓閥的結構還可分為：

　　活塞式減壓閥：它是通過活塞來平衡壓力，帶動閥瓣運動。

　　薄膜式減壓閥：采用薄膜作敏感元件來帶動閥瓣運動的減壓閥。

　　氣包式減壓閥：依靠閥后介質進入氣包內(nèi)的壓力來平衡壓力的減壓閥。

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

庫鄯輸油管道使用了兩個減壓閥，并聯(lián)安裝在覺羅塔格減壓站，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)在減壓站通過減壓閥節(jié)流降壓，消耗掉管道點至末站進站間的多余位能(P2－P3)。

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

(3)全線停運時，通過減壓閥的嚴密關斷，防止減壓站上游出現(xiàn)不利于再啟動的空管現(xiàn)象。

其中Z1、Z2、d、L、β、γ、ν為已知，為了保證高點正壓運行，取P1為0.2MPa(設計參考值)，由式(1)中可以得出：減壓站的進站壓力P2隨Q變化而變化，Q取首站出站流量。在實際運行中PSP（減壓站進站壓力設定值）由SCADA系統(tǒng)根據(jù)實時測定的Q進行計算得出，并從主機系統(tǒng)實時傳給減壓站的站控PLC，由PLC內(nèi)的PID(比例積分微分)調(diào)節(jié)程序對減壓站的上游壓力P2進行控制。

當P2＜PSP時，PV1001關小，直至偏差e＝P2－PSP＝0為止；

當P2＞PSP時，PV1001開大，直至偏差e＝0為止；

水利減壓閥

當P2＝PSP時，PV1001保持當前開度。四、水利組合活塞式減壓閥運行工況分析減壓閥結構，并水電站上使用，由于設計上的疏忽，減壓站進站主流程上未裝過濾器，后經(jīng)補裝過濾器，并多次沖洗減壓閥，運行工況才逐漸趨于正常。以上的分類方法是根據(jù)減壓閥的結構來分的。如果按減壓閥的閥座形式來分，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，同時能減小整個閥門的體積。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；裝配尺寸鏈應很好控制，才能保證裝配精度，使減壓閥在工作時正常穩(wěn)定。