调流调压阀的应用

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、压力控制功能、流量控制功能等），可发挥无气蚀、无湍流、无振动、抗沉积物等作用，广泛应用于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供水工程、太原城市供水管网调压工程等大型供水工程。以下将讨论其应用原理、应用指标、应用现状和应用前景。

1 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、密封件、内部部件等组成。主要采用曲柄滑块驱动活塞运动，在阀体内形成轴向对称的环形流道，有效控制流通面积，形成从入口到出口的减少流道，使流体流量逐渐上升，通过周围多孔形成管道中心方向的射流碰撞，达到减压和调节流量的目的。具体结构见图1。

图1 调流调压阀剖面图

在小流量条件下，阀门对流体具有良好的能量消除效果，有效防止气体腐蚀；在大流量条件下，阀门可以减少部分流体能量，保留部分流体能量，确保阀门具有足够的过流能力。其主要优点如下：实现精确的流量控制，保持恒定流量，实现大压差范围内的调整，保持阀后压力稳定；可选择手动和电动控制，电动调压阀也可实现远程控制，操作人员可根据需要进行高精度调整。

2 调流调压阀应用指标

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，使水在一定范围内通过调和压力在一定范围内发生变化，以满足工况要求。

2.2 结构及性能规范

(1)阀体整体铸造，保证坚固耐用。阀体、活塞、阀轴等主要部件的使用寿命不少于50年。

（2）阀门安装在输水管道上，以调节压力、流量、消除气体侵蚀和切断水流。进出口结构光滑，避免因流道结构变化引起的水流紊乱引起的振动、噪声和气体侵蚀，其开口与流量呈线性关系。

(3)阀门与管道的连接形式为法兰连接，符合现行国家标准。

(4)活塞阀采用金属和橡胶密封，实现气泡密封和零泄漏。

(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超过2m水柱。

♂

2.3 设备材料及防腐规范

2.3.1设备材质

(1)设备制造安装中使用的材料在强度、韧性和耐久性方面符合最新要求，材料无损坏和缺陷。

（2）设备中使用的与水接触的材料不含异味或有毒物质，也不含影响人身健康的对水质有害的物质。制造商应向使用的材料颁发权威部门的卫生证书。

(3)设备使用的材料不会产生机械负荷或电气负荷过载。

(4)以下是阀门各部件的材料。阀体:球墨铸铁QT500-7；活塞：不锈钢1Cr18Ni9Ti；锡黄铜是活塞导轨HSn62-1；内置曲柄滑块机构：不锈钢2Cr13；密封圈：丁腈橡胶，阀体密封圈采用1Cr18Ni9Ti组合材料；阀门其他部件:不锈钢；齿轮箱:选用涡轮蜗杆齿轮箱(配备限位开关和位置指示器)。

2.3.2 防腐

蓝色环氧树脂喷涂在阀体内外，符合要求GB或相同的标准。

2.4 电动执行机构

(1)供电:380V±38V，50Hz。

（2）根据IEC529耐候防护等级符合要求IP68、防尘防水，可全天候工作。

(3)适用于环境温度-25℃～70℃；相对湿度为100%。

(4)限位开关配置在开/关的极限位置，扭矩开关配置在开/关的方向，防止过载。开关接触点为纯银，额定容量高(220V/AC/5A）和长寿命。

(5)现场手动操作配备机械阀位指示器和离合紧急手轮。

(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:阀位开度反馈传感器RWG(两线制)，输出4mA～20mA模拟量信号；阀门定位器可接受4mA～20mA控制信号，准确定位阀门，灵敏度为0.25%～2.5%；可选择远程/手动两种控制方式，并可锁定在其中一种方式下，避免误操作；现场有三个控制按钮和相应的指示灯：开启、停止和关闭；遥控信号继电器有远程/手动选择、开启/关闭选择。

（7）阀门的自动调节控制由阀门的现场控制柜完成。现场控制柜应满足现场室外安装的需要，保护等级不小于IP65.阀门现场控制柜可通过总控室GPRS进行无线数据通信，定期将现场工作状态传输到总控制室，并接收控制点的数据进行自动调整。当现场发生紧急情况（如突然停电、雷击、未知故障等）时，活塞阀应自动锁定并保持原状态，或增加自锁装置，增加设定值，并在紧急情况下自动按设定值操作。

3 调流调压阀的应用现状

在大型供水工程中，调流调压阀安装在输水管道上，主要起到调节压力、流量、消除气蚀、切断水流的作用。

内蒙古华电包头发电有限公司拥有60台装机容量kWh机组，2006-2008年以黄河水为主要水源，供冷水塔补水。目前，包头钢铁厂和城市的水主要用于安装DN800mm调流调压阀是黄河水进水的流量控制阀。调流调压阀于2005年底试运行，2006年3月正式使用。据操作人员介绍，最大流量为2200m3/h，最小流量200m3/h，线性参数好。

上海自来水市北有限公司杨树浦水厂成立于1881年，1883年投产，是上海最大的水厂。水厂出水经二次加压泵站加压后，供城市管网。DN800mm调流调压阀安装在杨树浦水厂二级加压泵站清水池进水口，2004年投入使用，采用电控，保持清水池流量恒定。

太原现状黄河水经呼延水厂处理后供给市区。现状呼延水厂清水池底标851m，采用重力流供水方式。由于城市管网多年失修，压力不大，出厂调压阀将出厂水头调整为830m，这是对能源的巨大浪费。此外，一旦呼延水厂出厂调流调压阀出现故障，没有可靠的救援措施，将对下游管网产生巨大影响。新的调流调压阀不仅可以防止此类事故（据了解，此类事故发生一次，导致太原城市管网同时发生多起管道爆炸事件），还可以减少能源浪费。随着太原市道路的新建改造，太原市供水公司将配套建设胜利东街加压站、阳兴河街加压站和太行路加压站。目前，各加压站的选址已基本确定，迫切需要提高管网压力，确保加压站进水，从而扩大供水面积。新的调流调压阀可以提高上游压力，扩大选址范围。由于上述原因，太原市供水管网调流调压工程采用了3个调流调压阀（1个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：调流范围0m³/h～8200m³/h，阀前压力0.6MPa～0.8MPa，阀后压力0.3MPa～0.4MPa。电动远程控制调流调压阀，压力线性参数好。

4 调流调压阀的应用前景

调流调压阀是实现流量和压力控制的首选阀门。作为一种成熟的产品，广泛应用于全国各地的大中城市。其市场使用经验已有10多年的历史，受到了广泛的好评。未来，随着城市供水面积的扩大程要求的提高和自动化程度的提高，调流调压阀将获得更广阔的发展空间。