1 之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹長距離輸水調(diào)流調(diào)壓閥調(diào)壓閥介紹

    （1）調(diào)壓閥是長壓力引水遂洞水電站的一種安全設(shè)備，一般，當(dāng)壓力引水管道ΣELV/H大于15～30時(shí)，要設(shè)置調(diào)壓井，由于調(diào)壓井土建工程量較大，工期較長，采用調(diào)壓閥取代調(diào)壓井，可節(jié)約投資（大約可以節(jié)約調(diào)壓井投資的90%），縮短工期。例如： ①在新疆古爾圖河7級(jí)H=62m，裝機(jī)2X3750kW和1X2500kW；②非洲安哥拉洛馬烏電站H=177m，2X15MW和2X10MW，不設(shè)調(diào)壓井，裝設(shè)了Φ 600和Φ 400調(diào)壓閥。都可以說是成功的案例。

    （2）調(diào)壓閥的特性主要是流量特性。調(diào)壓閥的作用是當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)在機(jī)組導(dǎo)葉快速關(guān)閉的同時(shí)調(diào)壓閥快速開啟，將機(jī)組關(guān)閉時(shí)需減少的流量從調(diào)壓閥排出，待機(jī)組關(guān)閉后再緩慢關(guān)閉調(diào)壓閥。也就是說，裝設(shè)調(diào)壓閥后，引水系統(tǒng)內(nèi)的流量變化得以緩慢進(jìn)行，從而削減了水壓上升值。另一方面，由于機(jī)組仍然是快速關(guān)閉的，從而保證了速率上升值也不會(huì)過高，所以說，調(diào)壓閥是降低引水系統(tǒng)壓力上升值和機(jī)組速率上升值的有效措施之一，起到了調(diào)壓井的作用。

    （3）全油壓控制調(diào)壓閥液壓原理。全油壓控制TFW型調(diào)壓閥基本動(dòng)作是：快速開啟，緩慢關(guān)閉；小負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)壓閥不動(dòng)作；甩較大負(fù)荷時(shí)，調(diào)壓閥開啟，并具有導(dǎo)葉兩段關(guān)閉的性能；增負(fù)荷時(shí)，調(diào)壓閥不起作用。經(jīng)過改裝的調(diào)速器特殊主配壓閥和調(diào)壓閥的液壓控制系統(tǒng)見圖1，其特點(diǎn)是全部采用壓力油直接進(jìn)行控制和操作。圖1 液壓系統(tǒng)原理圖

    2 長距離輸水調(diào)流調(diào)壓閥水電站2X4000kW機(jī)組調(diào)壓閥的選擇

    2.1 電站參數(shù)

    額定水頭Hr=62.5m，大水頭Hmax=70.2m，小水頭Hmin=61.8m，引水遂洞和壓力鋼管參數(shù)L1=1330m，V1=2.54m/s，L2=82.3m，V2=4.08m/s，電站裝機(jī)2臺(tái)4000kW水輪發(fā)電機(jī)組。電站不設(shè)調(diào)壓井，但設(shè)調(diào)壓閥。

    2.2 主機(jī)選型

    2.2.1 水輪機(jī)HLA772c-LJ-108

    額定轉(zhuǎn)速n=600r/min，額定流量Qr=Qt=7.21m3/s，額定效率G=94.21%，飛逸轉(zhuǎn)速nf=1082r/min，比轉(zhuǎn)速ns=221.41，水推力Poc=25t，水輪機(jī)出力N水=4167kW，吸出高程Hs=+1.5m

    2.2.2 發(fā)電機(jī)選型SF4000-10/2600

    額定容量4000kW/5000kVA，額定電壓U=6.3kV，額定電流I=458.2A

    額定功率因數(shù)5=0.8，額定轉(zhuǎn)速n=600r/min，GD2=33t.m2

    2.3 調(diào)壓閥的選擇

    電站裝設(shè)調(diào)壓閥，要求全甩負(fù)荷時(shí)壓力鋼管的壓力上升值 ξ 不大于20%，機(jī)組速率上升值 β 不大于40%。分段拐點(diǎn)開度τg=14%（空載開度τx=12%）對(duì)應(yīng)接力器行程Yg=17%，拐點(diǎn)流量Qg=1.345m3/s。接力器關(guān)閉規(guī)律曲線見圖2。

圖2 接力器關(guān)閉規(guī)律曲線圖

    2.3.1 根據(jù) β 求T's及Tsg

    計(jì)算采用哈爾濱大電機(jī)研究所“水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)”中所推薦的公式，得：    

    式中

    ΔtN--滯后時(shí)間取0.3s；

    GD2--機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量33t.m2；

    f--水錘影響系數(shù)，根據(jù)水錘壓力為0.2反算得 σ =0.182，f=1+ σ=1.182；

    C--水輪機(jī)飛逸特性影響系數(shù)，    

    式（1）中

    nH--甩負(fù)荷前正常轉(zhuǎn)速；

    n'IP--該水頭下單位轉(zhuǎn)速；

    n'IH--單位飛逸轉(zhuǎn)速。

    將 β =0.4、ΔtN、f、C及其它已知值代入公式，求得導(dǎo)水機(jī)構(gòu)全行程有效關(guān)閉時(shí)間T's=7.25s。

    按線性關(guān)系Tsg=（1-Yg）T's=（1-0.17）X 7.25=6.0175s

    2.3.2 根據(jù)允許的壓力上升值求TSS  

    ρ τ > 1為末相水錘

長距離輸水調(diào)流調(diào)壓閥 根據(jù)末相水錘公式

 活塞式控制閥閥體為流線形軸對(duì)稱流道，流體在閥體內(nèi)能被很好地?zé)o紊流引導(dǎo)，能顯著降低閥門的噪聲和振動(dòng)。保證閥門在高壓差下也具有良好的抗氣蝕特性，其允許氣蝕系數(shù)應(yīng)不大于0.4。
活塞式控制閥具有優(yōu)良的線性調(diào)節(jié)性能，以便控制系統(tǒng)通過出口壓力變送器的反饋信號(hào)調(diào)控閥門，保持出水壓力的恒定。
活塞式控制閥具有可靠的密封性能，在調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)狀態(tài)下，保證無任何滲漏。
活塞式控制閥在正常運(yùn)行工況下，無卡阻和有害振動(dòng)現(xiàn)象，確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行。使用壽命不小于30年。活塞式控制閥具有良好的抗阻塞能力。可適用于有泥沙及小顆粒雜質(zhì)的流體。活塞式控制閥在大工作壓差和動(dòng)水啟閉運(yùn)行工況下，保證整體抗推力安全可靠，不發(fā)生有害的振動(dòng)。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥活塞式控制閥驅(qū)動(dòng)方式為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)具有良好的防水性能，應(yīng)動(dòng)作靈活、安全可靠，手動(dòng)操作力矩滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。活塞式控制閥的電動(dòng)裝置包括電 機(jī)、減速蝸輪、機(jī)械限位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、力矩控制機(jī)構(gòu)、行程控制機(jī)構(gòu)、開度指示機(jī)構(gòu)和手動(dòng)電動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置。活塞式控制閥的電動(dòng)裝置采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，
配置現(xiàn)地操作控制箱。
活塞式控制閥的傳動(dòng)裝置有以下性能：
·閥門過載保護(hù)；
·閥門行程保護(hù)；
·手動(dòng)／電動(dòng)切換裝置；
·閥門開度位置指示裝置；
·閥門開、關(guān)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)接線的引出應(yīng)滿足就地及遠(yuǎn)方控制室的要求。
1、線性度好：由于閥體內(nèi)部采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于流體的流量控制特性具有良好的線性度，即使在第—個(gè)10%行程中仍具有良好的流量控制效果。
2、抗氣蝕、抗震動(dòng)：充分利用流體動(dòng)力學(xué)原理進(jìn)行流道設(shè)計(jì)，消除汽蝕和震動(dòng)現(xiàn)象對(duì)管網(wǎng)的損傷，大大提高閥門和管道的使用壽命。
3、工作可靠：合理設(shè)計(jì)的流道和密封型式，使該閥可以適用于含有泥沙等小顆粒雜質(zhì)的流體，不會(huì)因雜物造成關(guān)閉不嚴(yán)而導(dǎo)致泄漏或控制失效。
4、高壓消能：即使在高壓差的情況下，該閥也能有效消除高壓能，將高壓減為低壓，而且不會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)和氣蝕現(xiàn)象，有效保證閥門的使用壽命。
5、選材精良：閥門的關(guān)鍵部位如閥座、擋塊、導(dǎo)軌等部件均采用特殊的不鋼筋材料制作，此材料耐磨、耐氣蝕，硬度為普通不鋼筋的三倍。
6、浮動(dòng)閥座：閥座與錐體的連接采用特殊的硅膠粘合，粘性高，耐剪切．浮動(dòng)閥座在密封時(shí)閥座產(chǎn)生自定心效果，使密封更可靠。
7、流體阻力小：該閥*結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理的流道分布，使整個(gè)閥門的壓力損失降至影氐有利于節(jié)約整個(gè)管網(wǎng)的動(dòng)力消耗。
8、操作扭矩小：閥門中的啟閉件為套閘，其運(yùn)動(dòng)方向與主管流體流動(dòng)方向一致，而且有效受力面積小，因此啟閉閥門所需的操力矩也很小，驅(qū)動(dòng)裝置成本可大幅降低。
9、使用壽命長：閥門中主要密封為金屬對(duì)屬，密封可靠，抗流體沖蝕力強(qiáng)，不易被夾雜的垃圾損壞，加之大部分部件采用不銹鋼制造，閥門的使用壽命大大提高。

  2.3.3 計(jì)算要求通過調(diào)壓閥的泄放流量QX 

    通過計(jì)算得出的調(diào)壓閥特性曲線見圖3。圖3 TFW600/130調(diào)壓閥特性圖

    2.3.4 計(jì)算調(diào)壓閥行程

    根據(jù)Qx=4.401m3/s及（1+N）H=1.2 X 70.2=84.24m，故可選用TFW600/130調(diào)壓閥，TFW600/130調(diào)壓閥的參數(shù)如表1。表1 TFW600/130調(diào)壓閥參數(shù)表

    根據(jù)TFW600/130調(diào)壓閥特性圖（圖3）查得，本電站所需調(diào)壓閥行程Yx=75mm。

    2.3.5 長距離輸水調(diào)流調(diào)壓閥壓力下降驗(yàn)算

    （1）引水系統(tǒng)允許的壓力下降值：本電站引水系統(tǒng)控制壓力下降點(diǎn)在隧洞末端的B點(diǎn)，極限死水位為546m，隧洞末端頂部高程為520m，故在該處的毛水頭為546-520=26m，扣除水頭損失及流速水頭2m，并留2m的安全余度，實(shí)際在該處允許的大水壓下降值為22m。

    （2）部分甩負(fù)荷時(shí)的“壓降”驗(yàn)算：

    ①求調(diào)壓閥全開所對(duì)應(yīng)的接力器行程K 

    式中即當(dāng)在接力器行程83%甩負(fù)荷時(shí)調(diào)壓閥仍開到全行程（即Yx=75mm）。

    ② 計(jì)算壓力下降值

    水庫在低水位546m時(shí)的水頭為61.8m從接力器行程與機(jī)組開度關(guān)系曲線查得對(duì)應(yīng)接力器0.83時(shí)的機(jī)組開度為0.81，從機(jī)組綜合特性曲線查得Q'1=760L/s此時(shí)調(diào)壓閥開到75mm，其過流量Qx=4.401m3/s < Q，故不會(huì)出現(xiàn)壓力降，即壓力鋼管內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓力。

    3 裝設(shè)調(diào)壓閥電站對(duì)調(diào)速器的要求

    （1）調(diào)壓閥的開啟和關(guān)閉都是由調(diào)速器控制，當(dāng)機(jī)組緊急停機(jī)或瞬間甩負(fù)荷超過約15%時(shí)，調(diào)壓閥由調(diào)速器聯(lián)動(dòng)開啟，使調(diào)壓閥打開泄出設(shè)定大小的水流以確保機(jī)組及壓力隧洞系統(tǒng)的安全。

    （2）由于采用同一個(gè)主配壓閥控制，所以調(diào)壓閥快速開啟與導(dǎo)葉快速關(guān)閉是協(xié)聯(lián)同步的（如果可能，也可考慮采用雙主配壓閥控制）。

    （3）因調(diào)壓閥是否能按設(shè)計(jì)要求動(dòng)作，關(guān)系到電站的運(yùn)行安全性。為了安全起見，調(diào)速器和調(diào)壓閥之間必須采用電氣和液壓雙聯(lián)動(dòng)的操作方式，雙保險(xiǎn)。當(dāng)機(jī)組緊急停機(jī)或瞬間甩負(fù)荷超過約15%時(shí)，或測(cè)壓電路感知壓力鋼管壓力超過使可壓力時(shí)，調(diào)壓閥在調(diào)速器控制下快速開啟。當(dāng)壓力鋼管壓力減小到設(shè)定的安全壓力時(shí)，調(diào)壓閥再緩慢關(guān)閉。

    （4）活動(dòng)導(dǎo)葉接力器必須設(shè)分段關(guān)閉裝置。

    4 長距離輸水調(diào)流調(diào)壓閥結(jié)語

    隨著調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和應(yīng)用技術(shù)的成熟，其操作更簡便，運(yùn)行更安全可靠，與功能相同的調(diào)壓井相對(duì)比，調(diào)壓閥節(jié)省了工程投資，縮短了施工周期，在中小型水電站的引水系統(tǒng)中得到應(yīng)用。以上關(guān)于調(diào)壓閥的選擇供同行參考。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥