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某水利枢纽引水配套工程取水口水位变化为140.00~166.23m,平均水位为152.8m,通过隧洞与输水干线相连,设计流量4.21m3/s。输水干线起点设置阀门的进口高程为109.5m,设计要求阀门出口恒压为128.2m,所以要求阀门具有消能作用,且工作压差最小为O.30MPa,最大为0.60MPa。由计算公式可知,H2=128.2-109.5=18.7m,ΔP=30-60m,δ=(H2+10)/ΔP=0.48-0.96<2.5,所以选择调流调压阀,以免产生严重汽蚀。
该水利枢纽引水配套工程选用活塞式调流调压阀。其工作原理如下:阀门驱动装置通过曲柄连杆机构,带动一个类似活塞状圆柱体(简称活塞)在阀腔内作轴向运动,改变阀体出口过流面积,调节压力和流量,活塞行程与管内水流方向一致。
水流进入阀内,绕过中间活塞,形成轴对称形,无论活塞处于何位置,阀腔内横断面上水流均为环状,在出口处向轴心收缩,达到防汽蚀的作用,并有效避免汽蚀和震动。活塞式调流调压阀具有高流通能力,开启度与流量成接近线性关系,汽蚀、震动较小。活塞式调流调压阀出口调节型部件有E、S、F、LH或SZ四种型号,输水管道上用于控流、调压的有S型、LH或SZ型。
为确保管道输水安全,该水利枢纽引水配套工程输水干线起点,两支线出口处设置了活塞式调流调压阀,将压力控制在安全范围之内,保证流量恒定。一般来说,设置在输水干线起点的调流调压阀主要起调压作用,稳定管道工作压力,保证管道安全,稳压塔不溢流,降低工程造价。相应自动化控制以阀前,阀后压力表压力信号为控制信号,调整阀的开启度。出水口设置调流调压阀主要起调流作用,满足不同工况下流量始终恒定的要求。相应自动化控制以流量计流量为反馈信号,调整阀的开启度。