大型给水工程中调流调压阀调流调压阀是一种活塞式的多功能控制阀，多用于大型给水工程中。详细介绍了调流调压阀的应用原理、应用指标、应用现状，并对其应用前景进行了讨论。调流调压阀又称活塞式多功能控制阀，因其具有多种控制功能(如水位控制功能、减压控制功能、持压泄压控制功能、流量控制功能等)，能起到无气蚀、无紊流、无振动、耐泥沙等作用，故在当今大型给水工程中广泛应用，例如长江三峡左岸电站工程、黄河小浪底水电站水利枢纽工程、内蒙古华电包头第二热电厂给水工程、太原市城市供水管网调流调压工程等。下面将对其应用原理、应用指标、应用现状、应用前景进行讨论。
1、大型给水工程中调流调压阀调流调压阀的应用原理
调流调压阀主要由阀体、活塞、活塞导轨、内置曲柄滑块机构、密封、内部零件等组成。主要采用曲柄滑块带动活塞运动，在阀体内部形成轴向对称的环形流道，并有效地控制流通面积，形成从入口到出口截面为递减的流道，从而使流体的流速渐升，并通过圆周方向上的多孔，向管路中心方向形成射流对撞，从而达到消能减压、调节流量的目的。其具体结构见图1。图1 调流调压阀剖面图
调流调压阀在小流量工况时阀门对流体具有良好的消能效果，有效防止气蚀;当大流量工况时，阀门可消减流体部分能量，并对流体的部分能量有所保留，保证阀门具有足够的过流能力。其主要优点如下：实现流量的控制，可以保持恒定流量;实现大压差范围内的调节，保持阀后压力稳定;可以选择手动和电动两种控制方式，电动调流调压阀还可以实现远程控制，操作人员无需到达现场，即可根据需要进行高精度调节。本系列电装具有功能全、性能可靠、控制系统*、体积小、重量轻、使用维护方便等特点。可对 阀门实行远控、集控和自动控制。广泛用于电力、冶金、石油、化工、造纸、污水处理等行业。 本产品的性能符合 JB/T8528-1997《普通型阀门电动装置技术条件》的规定。隔爆型的性能符合 GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第 1 部分：通用要求》，GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用 电气设备第 2 部分：隔爆型“d”》及 JB/T8529-1997《隔爆型阀门电动装置技术条件》的规定。 多回转电动装置按防护类型分：有户外型和隔爆型； 按控制方式分：有常规型、整体型和整体调节型； 按连接型式分：有转矩型、电站型和推力型。
2、大型给水工程中调流调压阀调流调压阀的应用指标
2.1、水力工况
规格：公称直径DN100mm～DN1600mm；适用介质：水；适用温度：0℃～70℃；公称压力：PN=1.0MPa～4.0MPa。
工况基本条件：在输配水管道上安装阀门，使水通过调流调压阀后，流量、压力在一定范围内变化，以满足工况要求。
活塞式控制阀由阀体、活塞、曲柄、连杆、消能装置、阀杆、轴套、阀座、密封圈等主要部件组成。
活塞式控制阀阀体为流线形轴对称流道，流体在阀体内能被很好地无紊流引导，能显著降低阀门的噪声和振动。保证阀门在高压差下也具有良好的抗气蚀特性，其允许气蚀系数应不大于0.4。
活塞式控制阀具有优良的线性调节性能，以便控制系统通过出口压力变送器的反馈信号调控阀门，保持出水压力的恒定。
活塞式控制阀具有可靠的密封性能，在调节阀处于全关状态下，保证无任何渗漏。
活塞式控制阀在正常运行工况下，无卡阻和有害振动现象，确保设备安全可靠运行。使用寿命不小于30年。活塞式控制阀具有良好的抗阻塞能力。可适用于有泥沙及小颗粒杂质的流体。活塞式控制阀在zui大工作压差和动水启闭运行工况下，保证整体抗推力安全可靠，不发生有害的振动。
活塞式控制阀驱动方式为电机驱动。电机驱动装置应具有良好的防水性能，应动作灵活、安全可靠，手动操作力矩满足国家标准。活塞式控制阀的电动装置包括电 机、减速蜗轮、机械限位调节机构、力矩控制机构、行程控制机构、开度指示机构和手动电动转换装置。活塞式控制阀的电动装置采用机电一体化设计，
配置现地操作控制箱。
活塞式控制阀的传动装置有以下性能：
·阀门过载保护；
·阀门行程保护；
·手动／电动切换装置；
·阀门开度位置指示装置；
·阀门开、关触点，触点接线的引出应满足就地及远方控制室的要求。
1、线性度好：由于阀体内部采用特殊结构设计，对于流体的流量控制特性具有良好的线性度，即使在第—个10%行程中仍具有良好的流量控制效果。
2、抗气蚀、抗震动：充分利用流体动力学原理进行流道设计，消除汽蚀和震动现象对管网的损伤，大大提高阀门和管道的使用寿命。
3、工作可靠：合理设计的流道和密封型式，使该阀可以适用于含有泥沙等小颗粒杂质的流体，不会因杂物造成关闭不严而导致泄漏或控制失效。
4、高压消能：即使在高压差的情况下，该阀也能有效消除高压能，将高压减为低压，而且不会产生震动和气蚀现象，有效保证阀门的使用寿命。
5、选材精良：阀门的关键部位如阀座、挡块、导轨等部件均采用特殊的不钢筋材料制作，此材料耐磨、耐气蚀，硬度为普通不钢筋的三倍。
6、浮动阀座：阀座与锥体的连接采用特殊的硅胶粘合，粘性高，耐剪切．浮动阀座在密封时阀座产生自定心效果，使密封更可靠。
7、流体阻力小：该阀*结构设计，合理的流道分布，使整个阀门的压力损失降至影氐有利于节约整个管网的动力消耗。
8、操作扭矩小：阀门中的启闭件为套闸，其运动方向与主管流体流动方向一致，而且有效受力面积小，因此启闭阀门所需的操力矩也很小，驱动装置成本可大幅降低。
2.2、结构与性能规范
(1)阀体一体化整体铸造，确保坚固耐用。阀门整体及阀体、活塞、阀轴等主要部件，使用寿命不少于50年。
(2)阀门安装在输水管道上，起调节压力、流量、消除气蚀及通断水流作用。其进出口结构做到平滑顺畅，避免因流道结构变化造成的水流紊乱而产生的振动、噪声和气蚀，其开启度与流量成线性关系。
(3)阀门与管道的连接形式为法兰连接，法兰连接尺寸符合现行国标。
(4)活塞阀采用金属与橡胶双重密封，实现气泡级密封、零泄漏。
(5)阀门有效启闭次数可达5万次以上。
(6)阀门自身水头损失不大于2m水柱。
2.3、设备材质及防腐规范
2.3.1、设备材质
(1)设备制造和安装设备所使用的材料，从强度、韧性和耐久性方面都满足要求，材料没有任何损伤和缺陷。
(2)设备所使用的与水接触的材料，都不含有异味或有毒性的物质，也不含有影响人身健康的对所输水的水质不利的物质。厂家对所使用材料出具部门的卫生合格证。
(3)设备所使用的材料不会产生机械负荷或电气负荷的过载。
(4)以下为阀门各部件材质。阀体：球墨铸铁QT500-7;活塞：不锈钢1Cr18Ni9Ti;活塞导轨：锡黄铜HSn62-1;内置曲柄滑块机构：不锈钢2Cr13;密封圈：橡胶，阀体密封圈采用1Cr18Ni9Ti组合材料;阀门其他零部件：不锈钢;齿轮箱：选用涡轮蜗杆齿轮箱(配限位开关、位置指示器)。
2.3.2、防腐
阀体内外采用静电粉末喷涂蓝色环氧树脂，符合GB或同等标准。
2.4、电动执行机构
(1)供电电源：380V±38V，50Hz。
(2)根据IEC529，耐候防护等级符合IP68，防尘防水，可全天候工作。
(3)适用于环境温度：-25℃～70℃;100%的相对湿度。
(4)开/关极限位置均配限位开关，开和关的方向均配扭矩开关以防过载。开关触点为纯银制作，具有高额定容量(220V/AC/)和长寿命。
(5)带有现场机械式阀位指示器，配离合式紧急手轮，供现场进行手动操作。
(6)配备现场控制箱(与电动执行器为机电一体化)，功能要求如下：有阀位开度位置反馈传感器RWG(两线制)，输出4mA～20mA模拟量信号;有阀门定位器，能接受4mA～20mA的控制信号，使阀门定位，灵敏度为0.25%～2.5%;可进行远程/手动两种控制方式的选择，而且可以锁定在其中一种方式下，以免出现误操作;现场有开、停、关3个控制按钮及相应的指示灯;用于遥控的信号继电器有远程/手动选择、开/关选择。
(7)阀门的自动调节控制，由阀门的现场控制柜内完成。现场控制柜需满足现场室外安装的需要，防护等级不小于IP65。阀门现场控制柜可与总控室通过GPRS进行无线数据通信，将现场的工作状态定时传送给总控室，并接收控制点的数据进行自动调节。在现场出现突发情况(如突然断电、雷击、不明故障等)时，活塞阀应可自动锁定保持原有状态，或增加自锁装置，增加设定值，突发意外情况时，自动按设定值操作。 
3 、大型给水工程中调流调压阀调流调压阀的应用现状
调流调压阀在大型给水工程中安装在输水管道上，主要发挥调节压力、流量、消除气蚀及通断水流的作用。型号示例： 1.Z30I-18W：多回转电动装置，输出转矩 300N·m（30kgf·m），电站型接口，输出转速 18r/min，大 转圈数 60，常规户外型。 2.Z45T-24B/S：多回转电动装置，输出转矩 450N·m（45kgf·m），推力型接口，输出转速 24 r/min， 大转圈数 120，隔爆型，带手动减速箱。 3.Z120-24W/240T：多回转电动装置，输出转矩 1200N·m (120kgf·m)，转矩型接口，输出转速 24 r/min， 大转圈数 240 圈，整体调节型。
3. 工作环境和主要技术参数
3.1 电源：常规，三相 380V（50Hz）
特殊，三相 660V、415V（50Hz 、60Hz）；
单相 220V、110V（50Hz 、60Hz）
3.2 工作环境：
3.2.1 环境温度：-20~+60℃ （特殊订货-40~+80℃）。
3.2.2 相对湿度：≤95%（25℃时）。
3.2.3 防护类型：户外型用于无易燃、易爆和无腐蚀性介质的场所。隔爆型产品有 dⅠ和 dⅡBT4 两种，dⅠ适用于煤矿非采掘工作面；dⅡBT4 用于工厂，适用于环境为ⅡA、Ⅱ B 级 T1~T4 组的爆炸性气体混合物。
3.2.4 防护等级：IP55 （特殊订货 IP65、IP67）。
3.3 工作制：短时 10 分钟 （特殊订货 30 分钟） 。
内蒙古华电包头发电有限公司拥有2台装机容量60kWh机组，2006-2008年期间采用黄河水为其主要水源，供凉水塔补水使用，现状主要使用包头钢铁厂中水及城市中水，安装有一台DN800mm调流调压阀作为黄河水进水的流量控制阀门。该调流调压阀2005年底试安装运行，2006年3月正式使用。根据运行人员介绍，大流量2200m3/h，小流量200m3/h，具有良好的线性参数。
上海市自来水市北有限公司杨树浦水厂始建于1881年，1883年投产，为上海市大的水厂。该水厂出水经过二级加压泵站加压后，供向市区管网。两台DN800mm调流调压阀安装在杨树浦水厂下属二级加压泵站清水池进水口处，2004年投入使用，采用电动控制，保持清水池流量恒定。
太原市现状黄河水均由呼延水厂处理后供向市区。现状呼延水厂清水池池底标高为851m，采用重力流供水方式，因市区管网大多年久失修，无法承受如此巨大的压力，所以出厂调流调压阀将出厂水水头调整为830m，是对能源的一种极大浪费。另外，一旦呼延水厂出厂调流调压阀发生故障，没有可靠的挽救措施，将对下游管网造成巨大冲击，新建调流调压阀既可以防止此类事故发生(据了解，此类事故发生过一次，引起太原市城区管网同时发生多处爆管事件)，又可减少对能源的浪费。伴随着太原市的道路新建及改造工程，太原市自来水公司将配套建设胜利东街加压站、阳兴河街加压站、太行路加压站。目前各加压站选址已基本确定，急需提高管网压力以保证加压站进水，从而扩展供水区域。新建调流调压阀可以提高上游压力，扩大选址范围。基于以上诸多原因，太原市城市供水管网调流调压工程中使用了3台调流调压阀(1台DN800mm、2台DN1200mm)。DN800mm调流调压阀：调节流量范围0m3/h～3760m3/h，阀前压力0.6MPa～0.8MPa，阀后压力0.3MPa～0.4MPa;DN1200mm调流调压阀：调节流量范围0m3/h～8200m3/h，阀前压力0.6MPa～0.8MPa，阀后压力0.3MPa～0.4MPa。调流调压阀均采用电动远程控制，具备良好的压力线性参数。 
4、大型给水工程中调流调压阀调流调压阀的应用前景
调流调压阀是实现流量及压力控制的阀门，现作为一种成熟产品在全国各地大中城市广泛使用。其市场使用经验已有10多年的历史，受到普遍好评。未来随着城市供水区域扩大，工程要求提高以及自动化程度增强，调流调压阀必将得到更广阔的发展空间。
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