活塞式調(diào)流閥在大伙房水庫輸水工程中的應(yīng)用

李 博

遼寧潤中供水有限責(zé)任公司，遼寧沈陽 110006

1 工程概述

大伙房水庫輸水工程是遼寧省“十五”、“十一五”期間重點基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目。該工程從渾江引水，通過85km 輸水隧洞引至蘇子河后入大伙房水庫，經(jīng)大伙房水庫調(diào)節(jié)，通過235km 密閉輸水管道向下游的撫順、沈陽、遼陽、鞍山、營口、盤錦、大連七城市供水，年總供水量為17.86 億m3，工程總投資105 億元。本工程運行特點為長距離、多目標(biāo)、大流量的密閉壓力輸水系統(tǒng)， 2010 年底完成主體工程建設(shè)，具備供水條件。本工程共采用VAG 各類口徑調(diào)流閥19 套，現(xiàn)就VAG 調(diào)流閥在該工程上的應(yīng)用做一些介紹和總結(jié)，以供同行參考。

2 活塞式調(diào)流閥簡介

在撫順配水站干線、沈陽2 配水站干線、鞍山加壓站干線下游和各配水支線設(shè)置活塞式調(diào)流閥。其結(jié)構(gòu)原理是：閥門驅(qū)動裝置，通過曲柄連桿機構(gòu)，帶動閥內(nèi)一個類似于活塞狀的圓柱體（簡稱活塞），在閥腔內(nèi)作軸向運動，從而改變閥體出口的過流面積，來實現(xiàn)流量和壓力的調(diào)節(jié)。同時，連接于活塞前的出口節(jié)流部件，可根據(jù)具體工況條件而進行設(shè)計改變，以適應(yīng)不同系統(tǒng)對閥門抗氣蝕及過流能力的要求。水流延弧狀進入活塞閥腔體，閥內(nèi)的流道為軸對稱環(huán)形，在出口處向軸心作流線形收縮，使介質(zhì)流過閥時不會產(chǎn)生紊流，有效克服噪音及振動。調(diào)流閥在設(shè)計流量運行過程中的最大噪聲為80dB（1m 范圍內(nèi)）。閥門出口部位的線性收縮和出口節(jié)流部件產(chǎn)生的引導(dǎo)對撞及阻力，可產(chǎn)生消能減壓效果，并避免因節(jié)流對閥體或管道產(chǎn)生的氣蝕影響。無論活塞被驅(qū)動到任何位置，閥腔內(nèi)的水流斷面均為環(huán)狀，使閥門開度與流量成線性關(guān)系，具有良好的流量或壓力調(diào)節(jié)特性?；钊秸{(diào)流閥由電動頭驅(qū)動，電動驅(qū)動裝置接收流量和壓力信號進行動作，調(diào)整閥門開度，使目標(biāo)參數(shù)達到設(shè)定參數(shù)，實現(xiàn)調(diào)節(jié)。電動活塞閥調(diào)節(jié)靈敏，動作均勻，無卡阻、異常振動及壓力波動現(xiàn)象。

3 調(diào)流閥的控制方式及計算

1）控制方式分為自動控制和人工控制兩種方式。

（1）自動控制方式：開停、流量調(diào)節(jié)不需人工干預(yù)，而由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)部程序計算結(jié)果自動進行。此種模式只有在被控閥組處于“自動控制方式”時才能實現(xiàn)；

（2）人工控制方式：人工設(shè)定閥的開度值，改變閥的開度來改變流量。此種模式只有在被控閥組處于“人工控制方式”時才能實現(xiàn)。

2）調(diào)流閥的計算

根據(jù)各配水支線需水量Q 需和各約束邊界條件，通過恒定流程序計算各調(diào)流閥的開度或選擇直通閥。

調(diào)流閥計算流程：

首先輸入以下參數(shù)：面臨時刻水庫水位H 現(xiàn)、調(diào)流閥公稱壓力等級PN、調(diào)閥直徑DN、調(diào)流閥出口型式、調(diào)流閥前壓力水頭H1、調(diào)流閥后壓力水頭H2、調(diào)流閥下游管道直徑、調(diào)流閥上游管道直徑、調(diào)流閥上游管道流阻系數(shù)ζ1、調(diào)流閥下游管道流阻系數(shù)ζ2、調(diào)流閥控制流量Q 控。

將以上參數(shù)輸入VAG 調(diào)流閥計算軟件，通過計算將得出開度流量曲線、開度流阻系數(shù)曲線、開度過流系數(shù)曲線、開度氣蝕系數(shù)曲線、開度噪聲曲線。

通過以上曲線查得所需對應(yīng)流量及所需參數(shù)。

4 調(diào)流閥的運行調(diào)度

活塞式調(diào)流閥在大伙房輸水工程中與主干線管道閥門并聯(lián)安裝在輸水管線中。其主要作用是進行前期和檢修結(jié)束后小流量低壓力充水調(diào)度，以及在重力流供水過程中的壓力和流量的調(diào)節(jié)。各控制點調(diào)流閥正常運行最小開度不低于10%，最大開度不大于90%。

4.1 調(diào)流閥正常輪換調(diào)度

采用其當(dāng)前開關(guān)次數(shù)（m）和總開關(guān)次數(shù)（N）進行控制。調(diào)度中心將同一配水站各調(diào)流閥總開關(guān)次數(shù)（N）作比較。調(diào)流閥中N 值最多的設(shè)定為備用閥，對于全部投入使用的工況除外。由于調(diào)流閥的流量參數(shù)來源于該閥前和閥后超聲波流量計、支線電磁流量計，為保證對調(diào)流閥的監(jiān)測和調(diào)節(jié)精度，調(diào)度中心密切關(guān)注主線超聲波流量計與支線電磁流量計（或支線電磁流量計之和）的差異是否出現(xiàn)異常。

1）當(dāng)m ≤N 次時，可保持調(diào)流閥的正常運行狀態(tài)；

2）當(dāng)m ＞N 次時，由調(diào)度中心發(fā)出輪換指令，即可在調(diào)度中心的監(jiān)控下，同時關(guān)閉工作閥和啟動備用閥，在輪換過程中應(yīng)確保二者開、閉同步，備用閥開啟后的流量與關(guān)閉前工作閥的流量相等；

3）輪換過程完畢后，即可正常檢修退出的調(diào)流閥，并進入備用狀態(tài)；調(diào)整后的工作閥繼續(xù)運行。

4.2 調(diào)流閥檢修輪換調(diào)度

由于原水中不可避免帶有少量污物、雜質(zhì)，調(diào)流閥長時間運行可能造成部分開孔堵塞，使得實際過流量偏離開度流量關(guān)系曲線。當(dāng)偏離值較大時，應(yīng)對工作閥進行輪換。

調(diào)流閥在運行中采取恒壓運行，閥后壓強根據(jù)并網(wǎng)運行壓強值通過計算后確定，閥前壓強是根據(jù)用戶需求，結(jié)合規(guī)劃高低加壓需求，適當(dāng)調(diào)節(jié)撫順取水頭部的閥后壓強，最大可調(diào)至總水頭，該閥門采用電動方式，遠程控制，滿足了自動化調(diào)度的需求。

在閥門控制程序中，我們要求閥門在下游流量突增情況下報警提示、由調(diào)度人員分析流量增大的原因。如果運行正常，可以保持閥后壓強，如果下游有爆管事故，可以迅速遠程關(guān)閉，防止事故進一步擴大，減少次生事故的發(fā)生。

5 維護

活塞式調(diào)流閥所需要的維護工程量很小，軸承和運動部件所采用的材料都是耐腐蝕的，并且具有干運轉(zhuǎn)的特性，安裝的時候軸承表面只要一次性潤滑劑，齒輪箱注滿流體油脂（Oest Spezial EP），在正常情況下，為維持一個好的操作條件一年至少運轉(zhuǎn)閥門一次是很有必要的。

6 結(jié)論

大伙房輸水工程旨在引用優(yōu)質(zhì)充沛的遼東山區(qū)水源，供給遼寧中部城市群，建成后可有效緩解遼寧中部地區(qū)工業(yè)和居民生活用水短缺問題。調(diào)流閥在該工程中得到了充分的應(yīng)用，有效的解決了在城市發(fā)展過程中引、輸、配、供等各種給水調(diào)度帶來的問題；同時，現(xiàn)代化控制技術(shù)的使用進一步提高了自動化調(diào)度水平，增強了供水安全性，促使城市供水為城市建設(shè)、發(fā)展更好地服務(wù)。

[1]任福瑞.淺談?wù){(diào)流調(diào)壓閥在供水調(diào)度中的應(yīng)用[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2010(28).