活塞式減壓閥在紫坪鋪水電站應(yīng)用

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之前介紹SAF2507雙相不銹鋼高壓自力式調(diào)節(jié)閥，現(xiàn)在介紹活塞式減壓閥在紫坪鋪水電站應(yīng)用紫坪鋪水電站位于四川省都江堰市,系岷江上游干流第五級(jí)電站,距都江堰9KM,距成都市64KM，電站設(shè)計(jì)裝機(jī)規(guī)模為760MW,安裝4臺(tái)單機(jī)容量190MW水輪發(fā)電機(jī)組，水頭變幅為68.4m~132.76m電站在系統(tǒng)中的主要作用是調(diào)峰、調(diào)頻、承擔(dān)系統(tǒng)事故備用，是一項(xiàng)以供水和發(fā)電為主的綜合利用工程。

1、活塞式減壓閥在紫坪鋪水電站應(yīng)用機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行方式介紹

機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)的主用水源為自流減壓：由每臺(tái)機(jī)組蝸殼取水通過(guò)X201D電動(dòng)閥單獨(dú)供給本臺(tái)機(jī)組；機(jī)組技術(shù)供水的備用水源為水泵：兩臺(tái)水泵從尾水取水供至備用技術(shù)供水總管，同時(shí)備用技術(shù)供水總管通過(guò)四個(gè)聯(lián)絡(luò)閥1231D~4231D與每臺(tái)機(jī)組連接。而四臺(tái)機(jī)組主變冷卻水由備用技術(shù)供水總管供給。

由于備用技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)備布置高程在尾水位以下10m左右，一旦該套設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)7201、7204閥門及閥門前密封墊損壞或管路損壞，將造成水淹廠房的嚴(yán)重后果。同時(shí)如果將備用取水方式投入運(yùn)行，水泵將按0.3～0.5MPa水壓控制自動(dòng)起泵、打壓、停泵操作，這樣將導(dǎo)致設(shè)備損壞率升高，增加檢修成本和工作量。機(jī)組技術(shù)供水冷卻水壓需要在0.3～0.5MPa壓力范圍中調(diào)整一個(gè)穩(wěn)定的值來(lái)供給，而備用技術(shù)供水水壓在0.3～0.5MPa范圍內(nèi)始終是一個(gè)不穩(wěn)定的變量。鑒于上述原因，紫坪鋪電廠備用水源水泵尾水取水系統(tǒng)沒(méi)有投入運(yùn)行。

ZJY46H組合式減壓閥是為水電站技術(shù)供水系統(tǒng)量身設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，為水電站常見(jiàn)的如開(kāi)停機(jī)，甩負(fù)荷工況；庫(kù)容水位變化大；過(guò)流介質(zhì)泥沙含量大；沖擊式機(jī)組進(jìn)口水頭高等問(wèn)題提供了優(yōu)良的解決方案。

減壓閥工作原理：當(dāng)進(jìn)口壓力及流量變化時(shí)，通過(guò)控制閥調(diào)整主閥壓力調(diào)節(jié)腔的壓力，從而控制節(jié)流錐的開(kāi)度，改變介質(zhì)的過(guò)流面積，從而達(dá)到減壓穩(wěn)壓的目的。

上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、ZJY46H減壓閥由安全鎖定系統(tǒng)，壓力反饋系統(tǒng)，和主閥閥體組成。了使它們的壓力在正常范圍內(nèi)，這些設(shè)備不被高壓所破壞，在每臺(tái)機(jī)組的鋼管引水總濾過(guò)器出水閥后裝有一臺(tái)減壓閥裝置。而原減壓閥采用的是200X型老式組合式減壓閥，由于該閥減壓效果不好造成出口壓力大于機(jī)組運(yùn)行的允許值?，F(xiàn)改為ZJY46H—25Q（Ⅳ）DN400型減壓閥裝置。該減壓閥具有高減壓比、大流量、進(jìn)口壓力適應(yīng)能力強(qiáng)、低噪聲、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 
    1 改造前減壓閥裝置存在的一些問(wèn)題
    a.減壓閥經(jīng)過(guò)近十年運(yùn)行，故障率明顯升高，同時(shí)備品備件采購(gòu)日益困難，嚴(yán)重威脅著機(jī)組安全運(yùn)行。b.由于減壓閥采用的時(shí)膜片式結(jié)構(gòu)，壓力比為2∶1，出口壓力隨著進(jìn)口壓力的變化、流量的變化而變化；尤其當(dāng)壓力波動(dòng)較大時(shí)，會(huì)對(duì)閥組造成一定的沖擊、對(duì)機(jī)組造成很大的損傷，膜片容易被惡劣的工況擊穿，不利于安全運(yùn)行。
    c.反饋系統(tǒng)中的管道與射流泵、控制閥的連結(jié)大小不一，需用過(guò)渡連結(jié)，系統(tǒng)的維護(hù)與拆卸不方便。
    d.雙反饋系統(tǒng)的切換較為復(fù)雜，要通過(guò)四個(gè)球閥的切換。
    e.反沖排污的操作也顯得較為復(fù)雜，要通過(guò)三個(gè)球閥的切換。
    f.反饋系統(tǒng)控制閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對(duì)滑動(dòng)零部件的摩擦系數(shù)大，影響控制閥的靈敏度。
    g.主閥的過(guò)流面部分出現(xiàn)氣蝕。
    基于減壓裝置存在的以上多種缺陷，電廠技術(shù)人員經(jīng)過(guò)討論研究決定利用每臺(tái)機(jī)組大修的機(jī)會(huì)，對(duì)該裝置進(jìn)行升級(jí)改造。
    2 改造后的減壓裝置的技術(shù)特點(diǎn)
    a.減壓比大：原減壓閥的減壓比為3∶1，本閥可達(dá)到8∶1。
    b.全活塞式結(jié)構(gòu)，安全可靠性高：主閥和控制閥均為金屬活塞式結(jié)構(gòu)，防止了橡膠膜片因老化而可能出現(xiàn)的安全故障。
    c.調(diào)壓范圍大：本減壓閥出口壓力可在0.15～1.2MPa范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，而珊溪電廠的只需在0.3～0.8MPa。
    d.過(guò)流量大：過(guò)流設(shè)計(jì)具有*的結(jié)構(gòu)形式，過(guò)流面積比同口徑的管道大，過(guò)流能力*可以適應(yīng)設(shè)計(jì)中已選管道的需要。
    e.出口壓力穩(wěn)定：由于采用大剛度彈簧加載和射流泵技術(shù)，從而保證了不管進(jìn)口壓力和出口流量如何變化，減壓閥始終能夠保證出口壓力的穩(wěn)定。     
    f.對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)能力強(qiáng)：過(guò)流面采用特殊材料和結(jié)構(gòu)，在控制閥上裝有排污裝置，故減壓閥可以適用于任何的水質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生氣蝕、磨蝕和堵塞現(xiàn)象。
    g.可靠性高：由于裝有雙反饋系統(tǒng)和出口壓力自鎖定裝置，可以保證減壓閥在工作狀態(tài)下相互切換反饋系統(tǒng)，并保證出口壓力不超限，以保護(hù)閥后設(shè)備的安全。
    h.運(yùn)行中，減壓閥無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)壓力漂移、無(wú)卡阻現(xiàn)象。
    i.使用壽命長(zhǎng)：由于主要部件均采用不銹鋼材料，主彈簧不與水接觸，且無(wú)橡膠受力件，使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于前減壓閥。
    j.安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)方便。
    3 減壓閥裝置的構(gòu)成及原理
    3.1 減壓閥的型號(hào)
    珊溪減壓裝置采用的是ZJY46H—25Q（Ⅳ）DN400型減壓閥裝置。其中：
    ZJ—公司代號(hào)
    Y—減壓閥
    4—法蘭連結(jié)
    6—組合式
    H—閥座材料為不銹鋼
    25—公稱壓力（MPa）
    Q—球墨鑄鐵
    Ⅳ—雙反饋、可反沖排污、內(nèi)鎖定保護(hù)型
    3.2 減壓閥的結(jié)構(gòu)
    減壓閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該裝置為ZJY46H－250Q（Ⅳ）雙反饋減壓閥，主要由主閥、主用反饋系統(tǒng)和備用反饋系統(tǒng)組成。兩個(gè)反饋系統(tǒng)呈并聯(lián)式組合。在減壓閥的正常工況下，兩套反饋系統(tǒng)可互為切換，互為備用。而備用的反饋系統(tǒng)，可進(jìn)行拆卸檢修。兩套反饋系統(tǒng)功能均一樣，無(wú)主次之分。在工作狀態(tài)中的反饋系統(tǒng)如發(fā)生堵塞，（出口壓力下降）可在減壓閥的工作狀態(tài)中進(jìn)行反饋系統(tǒng)的反向沖洗排污，將污垢排出系統(tǒng)外，使減壓閥恢復(fù)正常工況。

    3.3減壓閥的工作原理及主要輔助功能介紹
    3.3.1減壓閥的工作原理
    如圖2所示，P1為減壓閥的進(jìn)口壓力；P2為減壓閥的出口壓力；Pt為減壓閥主閥的彈簧壓力；Pk為減壓閥主閥的壓力調(diào)節(jié)腔壓力；P't為反饋系統(tǒng)控制閥彈簧壓力；Pk'為反饋系統(tǒng)控制閥壓力調(diào)節(jié)腔壓力；H為減壓閥閥座和節(jié)流錐的開(kāi)啟高度（相當(dāng)于主閥的過(guò)流面積）。減壓閥正常工況時(shí)，Pt=Pk，控制閥Pt'=Pk'，此時(shí)主閥和控制閥的閥座與節(jié)流錐開(kāi)啟高度H和L都是一個(gè)定值（即：過(guò)流面積一定、過(guò)流量一定）。因此，減壓閥出口壓力相對(duì)是一個(gè)低壓值P2。

    在進(jìn)口壓力P1變化時(shí)，出口壓力P2是不變的，工作原理如下：
    當(dāng)P1上升時(shí)，減壓閥的P2+ΔP2首先表現(xiàn)為上升，其值通過(guò)反饋系統(tǒng)出口管傳到控制閥，使Pt'+ΔPt'，ΔPt'與Pk'的力達(dá)到新的平衡，控制閥L減??；相應(yīng)ΔPk'壓力增大，經(jīng)壓力導(dǎo)管，使主閥的Pk+ΔPk，Pt=Pk+ΔPk壓力達(dá)到新的平衡，主閥H減小、ΔP2值恢復(fù)為原P2值。當(dāng)進(jìn)口壓力P1下降時(shí)，主閥與控制閥的工況則與上述的工況相反。
    當(dāng)出口流量Q增大時(shí)，減壓閥的工況相當(dāng)于P1下降時(shí)的工況。當(dāng)出口流量Q減小時(shí)，減壓閥的工況相當(dāng)于P1上升時(shí)的工況。
    3.3.2 ZJY46H型減壓閥的主要輔助功能介紹
    ZJY46H型減壓閥不同于原減壓閥之處在于：反饋系統(tǒng)的抗泥沙、反沖排污、反饋系統(tǒng)的切換及出口壓力安全鎖定功能。
    3.3.2.1 反饋系統(tǒng)的反沖排污工作原理
    當(dāng)控制閥的濾網(wǎng)堵塞超過(guò)一定程度時(shí)，控制閥進(jìn)口的壓力L升高，導(dǎo)致主閥的PK值升高，導(dǎo)致主閥過(guò)流面減小，出口壓力P2值減小。此時(shí)只要進(jìn)行反沖排污操作，系統(tǒng)就可恢復(fù)正常。如圖3所示：首先關(guān)閉Fa（由于主活塞下方壓力腔被封閉和水的不可壓縮性，主閥的過(guò)流面積不變，減壓閥的P2值仍是一個(gè)低壓）；其次將控制閥下的三通閥旋轉(zhuǎn)90°，將反饋系統(tǒng)的順向水流關(guān)閉，同時(shí)排污口打開(kāi)；在減壓閥出口壓力的作用下，水流反向，控制閥出口變成進(jìn)口，水流從濾網(wǎng)內(nèi)向外，經(jīng)三通閥排出系統(tǒng)外，同時(shí)帶走附著在濾網(wǎng)外的雜質(zhì)；后按關(guān)閉三通閥、打開(kāi)Fa的順序操作，反饋系統(tǒng)恢復(fù)正常。
 
特點(diǎn)：

1、互為備用的雙反饋系統(tǒng)可供不停機(jī)檢修；
2、反沖排污系統(tǒng)可適用更多不佳水質(zhì)。
3、出口壓力鎖定系統(tǒng)可以鎖定減壓閥出口壓力上限，不再害怕高壓水損壞機(jī)組。主閥與控制導(dǎo)閥均采用全活塞式結(jié)構(gòu)。
4、使用壽命極大地延長(zhǎng)，一次采購(gòu)十年安全。
5、減壓比大可達(dá)12:1，一級(jí)減壓高水頭已達(dá)370米。
6、流量大可過(guò)5000m³/h，大應(yīng)用單機(jī)（如向家壩電站）已達(dá)800MW。

目前，紫坪鋪電廠四臺(tái)機(jī)組技術(shù)供水方式采用機(jī)組蝸殼取水做主用供水，而備用水源是將四臺(tái)機(jī)組聯(lián)絡(luò)閥打開(kāi)，將四臺(tái)機(jī)組技術(shù)供水聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，用四臺(tái)機(jī)組主用水源供給備用技術(shù)供水總管，從而保證四臺(tái)主變的冷卻供水。

2、紫坪鋪電廠技術(shù)供水系統(tǒng)減壓閥存在問(wèn)題

紫坪鋪電廠四臺(tái)機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)減壓閥選用的是以色列DOROT減壓閥膜片差壓式減壓閥，閥門公稱直徑為DN350。3#、4#機(jī)組減壓閥于2005年10月份投入運(yùn)行，2#機(jī)組減壓閥于2006年3月份投入運(yùn)行，1#機(jī)組減壓閥于2006年5月底投入運(yùn)行。

2006年10月5日，發(fā)現(xiàn)3#機(jī)組技術(shù)供水減壓閥動(dòng)作異常，全開(kāi)后無(wú)法關(guān)閉。廠家人員于2006年11月份對(duì)3#機(jī)組技術(shù)供水減壓閥進(jìn)行了拆卸檢修，發(fā)現(xiàn)減壓閥閥桿斷裂、中心導(dǎo)向爪損壞、閥座脫落，經(jīng)更換損壞部件回裝后工作正常。

2007年11月6日，發(fā)現(xiàn)4#機(jī)組技術(shù)供水減壓閥無(wú)法正常工作。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)減壓閥閥桿已斷裂、橡膠隔膜已損壞、導(dǎo)向爪已損壞、閥座已脫落。將檢修泵技術(shù)改造更換下來(lái)的水力控制閥部件拆下，對(duì)減壓閥損壞部件進(jìn)行更換后，減壓閥工作正常。

2007年11月14日，發(fā)現(xiàn)2#機(jī)組減壓閥強(qiáng)烈振動(dòng)、工作異常，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)2#機(jī)組技術(shù)供水減壓閥出現(xiàn)類似3#、4#機(jī)組損壞情況。

在機(jī)組投運(yùn)后不到兩年時(shí)間，先后有3臺(tái)機(jī)組減壓閥出現(xiàn)基本情況相同的損壞。減壓閥損壞后，造成技術(shù)供水管路水壓失控，水壓異常升高，對(duì)空冷器，上導(dǎo)、推力、水導(dǎo)油槽冷卻器構(gòu)成極大危害，造成冷卻器銅管爆裂。斷裂的導(dǎo)向爪和螺栓被沖入機(jī)組技術(shù)供水管路中，至今無(wú)法尋找，在技術(shù)供水管路中產(chǎn)生磨損和碰撞，引起管路內(nèi)噪音和破裂噴水的嚴(yán)重后患。

更換新的備件投運(yùn)時(shí)間不久又損壞，這樣將導(dǎo)致技術(shù)供水管路內(nèi)的損壞件堆積，引起管路堵塞，機(jī)組各部冷卻水壓降低或消失，引起機(jī)組軸承溫度升高，后造成機(jī)組被迫停機(jī)的事故發(fā)生。國(guó)外這種膜片差壓式減壓閥工況的極不穩(wěn)定性，導(dǎo)致了電廠停機(jī)經(jīng)常發(fā)生的后果。

3、紫坪鋪電廠技術(shù)供水系統(tǒng)減壓閥損壞的原因分析

由于這種DOROT減壓閥膜片差壓式減壓閥在運(yùn)行中經(jīng)常損壞，給電廠機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)造成極大影響。因此，我們對(duì)兩年來(lái)該減壓閥的運(yùn)行和檢修情況進(jìn)行了總結(jié)和分析，得出了該減壓閥容易損壞的以下三個(gè)方面的原因。

3.1、減壓閥設(shè)計(jì)選型方面的原因

紫坪鋪電廠機(jī)組水頭在68.4m~132.76m變化，水頭變幅之大在全國(guó)也很少見(jiàn)。初設(shè)計(jì)考慮采用兩級(jí)減壓方式實(shí)現(xiàn)，即*級(jí)減壓至0.80 MPa，第二級(jí)減壓至0.30~0.40 MPa。但由于現(xiàn)場(chǎng)管路布置條件限制，只能安裝一臺(tái)減壓閥，因此設(shè)計(jì)終定為一級(jí)減壓，在某國(guó)技術(shù)代表的承諾下，選用了該國(guó)的膜片差壓式減壓閥。該減壓閥的大大減壓比為1：3，當(dāng)水頭達(dá)到大水頭132.76m時(shí)，該減壓閥出口低能調(diào)至0.46 MPa，否則為惡劣工況區(qū)。由于電廠水源為雪山融化水，水溫較低，常年保持在18℃以下，水冷卻效果很好。電廠機(jī)組技術(shù)供水經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行檢驗(yàn)，水壓在0.25 MPa～0.40 MPa為合適。因此該減壓閥在技術(shù)供水系統(tǒng)中，經(jīng)常工作于正常工作調(diào)節(jié)壓力范圍之外，工作在惡劣工況區(qū)，導(dǎo)致減壓閥使用壽命短，容易損壞。

3.2、減壓閥結(jié)構(gòu)方面的原因

通過(guò)損壞減壓閥的分析，在結(jié)構(gòu)上存在容易損壞的缺陷，并且損壞是一個(gè)逐漸加劇的過(guò)程：*步損壞是由于導(dǎo)向爪與底座密封圈之間存在無(wú)法消除的間隙，且閥桿和閥在高速水流的沖擊下無(wú)法保持*垂直運(yùn)動(dòng)，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)水力波動(dòng)使導(dǎo)向爪與密封圈發(fā)生碰撞，在機(jī)組工作壓力范圍內(nèi)，6個(gè)導(dǎo)向爪上均勻地磨出了一圈磨損痕跡。第二步損壞是在*步損壞的基礎(chǔ)上，機(jī)組經(jīng)常進(jìn)行開(kāi)、停機(jī)操作，在導(dǎo)向爪上、下移動(dòng)過(guò)程中，因磨損痕跡的出現(xiàn)和閥桿無(wú)法保持垂直運(yùn)動(dòng)的影響，使導(dǎo)向爪對(duì)底座密封圈產(chǎn)生了一定的拉伸破壞力，從而使導(dǎo)向爪斷裂、底座密封圈脫落。第三步損壞是由于導(dǎo)向爪斷裂后，操作桿和閥盤擺動(dòng)幅度增大，出現(xiàn)偏斜、卡澀現(xiàn)象，后出現(xiàn)操作桿疲勞性斷裂，橡膠隔膜損壞，導(dǎo)致減壓閥無(wú)法正常工作。

3.3、機(jī)組技術(shù)供水運(yùn)行方式方面的原因

受紫坪鋪電廠技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行方式影響，機(jī)組技術(shù)供水備用水源尾水取水方式不可用。主變冷卻用水又取自備用技術(shù)供水總管。因此機(jī)組備用技術(shù)供水總管不允許斷流。為保證機(jī)組備用技術(shù)供水水源，機(jī)組技術(shù)供水備用水源由四臺(tái)機(jī)組主用水源通過(guò)聯(lián)絡(luò)閥1231D～4231D聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，由于每臺(tái)機(jī)組減壓閥后壓力不可能調(diào)整到*相同，造成減壓閥為了消除壓力差參與調(diào)節(jié)，影響了使用壽命。同時(shí)由于機(jī)組開(kāi)、停機(jī)時(shí)的瞬間流量變化非常大，對(duì)聯(lián)絡(luò)運(yùn)行的機(jī)組減壓閥產(chǎn)生的瞬間調(diào)整沖擊也非常大。

4、紫坪鋪電廠技術(shù)供水系統(tǒng)減壓閥更換選型

為解決紫坪鋪電廠機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)減壓閥容易損壞的問(wèn)題，決定對(duì)紫坪鋪電廠機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)減壓閥進(jìn)行重新選型，選型后的減壓閥能從根本上解決現(xiàn)有減壓閥所有存在的問(wèn)題。選型標(biāo)準(zhǔn)如下：

A、整體結(jié)構(gòu)合理且剛性好，以防止零部件斷裂現(xiàn)象；

B、活塞式結(jié)構(gòu)，以防止橡膠膜片老化、強(qiáng)度不夠、斷裂現(xiàn)象；

C、流量與壓力的調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、穩(wěn)定，以滿足三臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用的工況；

D、滿足機(jī)組開(kāi)、停機(jī)，甩負(fù)荷工況時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

經(jīng)過(guò)對(duì)各種減壓閥資料收集和到相關(guān)電廠進(jìn)行考察，決定采用北京時(shí)代中基科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的ZJY46H型活塞式減壓閥，替代紫坪鋪電廠目前用的國(guó)外進(jìn)口的差壓膜片式減壓閥。

4.1、ZJY46H型活塞式減壓閥的特點(diǎn)

如圖四所示：P1為進(jìn)口壓力；P2為出口壓力。由主閥和反饋控制系統(tǒng)組成。

4.1.1、合理的結(jié)構(gòu)：由P1流向P2水流為從上至下在節(jié)流錐上形成流暢的態(tài)式，紊流現(xiàn)象減少；由內(nèi)鎖定螺母和安全拉桿組成的出口壓力內(nèi)鎖定裝置可有效保護(hù)因產(chǎn)品故障出口壓力升高現(xiàn)象；雙外置反饋控制系統(tǒng)通過(guò)切換閥作互為備用的切換，以保證反饋控制系統(tǒng)*地對(duì)主閥控制。反沖排污系統(tǒng)可保證反饋系統(tǒng)無(wú)堵塞地運(yùn)行。由于主閥和控制閥均采用活塞式結(jié)構(gòu)在整體剛性方面各承壓部位有足夠的強(qiáng)度。我們?cè)趯氈樗码娬荆ǜ咚^104m） 和天生橋發(fā)電總廠（高水頭214m）調(diào)查，該產(chǎn)品從未發(fā)生過(guò)部件斷裂現(xiàn)象。

 4.1.2、壓力和流量特性

如圖四所示、Pt為減壓閥主閥彈簧壓力；Pk為減壓閥主閥壓力調(diào)節(jié)腔壓力；Pt′為反饋系統(tǒng)控制閥彈簧壓力；Pk′為反饋系統(tǒng)控制閥壓力調(diào)節(jié)腔壓力；h為閥座和節(jié)流錐的開(kāi)啟高度（相當(dāng)于過(guò)流面積）。

減壓閥正常工況時(shí)， Pt=Pk ，在控制閥Pt′=Pk′。此時(shí)，主閥和控制閥

在進(jìn)口壓力P1變化時(shí)， P2是不變的，工作原理如下：當(dāng)P1上升時(shí)，減壓閥的首先表現(xiàn)為P2+ΔP2，其值經(jīng)出口管至控制閥，使Pt′+ΔPt′，ΔPt′+ΔPt′=Pk′（新平衡），L減小，Pk′壓力增大，經(jīng)導(dǎo)管，使主閥的Pk+ΔPk，Pt=Pk+ΔPk（新平衡），主閥H減小、ΔP2值恢復(fù)為原P2值。當(dāng)P1下降時(shí)，主閥與控制閥的工況則與上述的工況相反。的閥座與節(jié)流錐開(kāi)啟高度是一個(gè)定值。因此，P2是一個(gè)低壓值。

當(dāng)出口流量Q增大時(shí)，工況為P1下降時(shí)的工況。當(dāng)出口流量Q減小時(shí)，工況為P1上升時(shí)的工況。過(guò)流面積是隨著用水量的變化而變化的。

4.1.3、減壓比

因不受P1ZJY46H-16型活塞式減壓閥電站運(yùn)行參數(shù)： 的影響，只要Pk有足夠的壓力與Pt和Pk形成平衡，形成合適的主閥過(guò)流面積，減壓比相應(yīng)會(huì)較大。以下是我們調(diào)查

4.1.4、流量分析

   紫坪鋪電站機(jī)組單機(jī)額定流量為1100m3/h，主變?yōu)?80m3/h，要求單閥供水大于1580m3/h。本次選用ZJY46H-16C DN350減壓閥，廠方提供相關(guān)參數(shù)為：過(guò)流直徑325mm；大行程H（見(jiàn)圖四）為52mm。因此，大過(guò)流面積為：53093 mm2。大水頭170m（加水錘壓力）。

    我們要求ZJY46H-16C DN350減壓閥在低水頭時(shí)滿足流量為1580m3/h的要求。廠家提供的相關(guān)電廠運(yùn)行實(shí)測(cè)相關(guān)參數(shù)如下：

根據(jù)ZJY46H-16C DN350減壓閥的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，我們推算出來(lái)的數(shù)據(jù)如下：當(dāng)閥前壓力為0.10 MPa、流速為18m/s、流量為1100 m3/h時(shí)，所需過(guò)流面積為：16975mm2，（大過(guò)流面積為：53093 mm2）只占大過(guò)流面積32%。

當(dāng)閥前壓力上升時(shí)，根據(jù)根據(jù)減壓閥的工作原理，主閥過(guò)流面積只會(huì)減小，所以ZJY46H-16C DN350減壓閥的過(guò)流量應(yīng)該能夠滿足機(jī)組運(yùn)行要求。

5、ZJY46H-16C DN350減壓閥的電廠試運(yùn)行

2008年4月26日晚8時(shí)，*臺(tái)ZJY46H-16C DN350減壓閥在紫坪鋪電站的3#機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)投入試運(yùn)行。即時(shí)工況為：P1為1.00 MPa；P2為0.35MPa。機(jī)組后各用水點(diǎn)壓力表指示平穩(wěn)，減壓閥只聽(tīng)到水流聲，無(wú)異常噪音。運(yùn)行一小時(shí)后，我們和廠家對(duì)減壓閥進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試，結(jié)果如下：

1、反饋系統(tǒng)切換：切換時(shí)P2無(wú)壓力波動(dòng);

2、調(diào)節(jié)反饋系統(tǒng)控制閥，P2調(diào)節(jié)范圍在0.25~0.55MPa，調(diào)節(jié)反應(yīng)靈敏；

3、關(guān)閉減壓閥后的閥門，P2升高至0.40MPa停止，打開(kāi)減壓閥后的閥門，P2回復(fù)至0.35MPa；

4、流量與減壓閥過(guò)流面積：電磁流量計(jì)顯示為1100m3/h，此時(shí)主閥過(guò)流面積為17357mm2（大過(guò)流面積53092mm2），只占大過(guò)流面積的32%，還有充分的的過(guò)流量。計(jì)算出過(guò)流孔流速為17.6m/s。與我們的分析數(shù)據(jù)相關(guān)不大。

至2008年10月止，紫坪鋪電站全部機(jī)組的技術(shù)供水系統(tǒng)全部改造完畢。

6、結(jié)論

紫坪鋪電站通過(guò)對(duì)機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)減壓閥進(jìn)行改造后，達(dá)到了以下幾方面效果：

1、消除了紫坪鋪電廠在設(shè)計(jì)選型方面的問(wèn)題， ZJY46H-16型活塞式減壓閥的減壓比能達(dá)到10：1，所以能滿足我廠68.4m~132.76m 水頭下，減壓閥后壓力為0.25MPa～0.40 MPa的變幅范圍，同時(shí)一級(jí)減壓即可。

2、消除了紫坪鋪電廠原有國(guó)外減壓閥在結(jié)構(gòu)上容易損壞的問(wèn)題。ZJY46H-16型活塞式減壓閥從結(jié)構(gòu)上看，活塞桿受活塞和支撐筋兩點(diǎn)定位，能保證活塞桿和閥盤位置在工作中保持垂直上下移動(dòng)，閥盤不會(huì)與其它部件發(fā)生碰撞，而且沒(méi)有橡膠隔膜等容易損壞的部件，并且該減壓閥各零部件結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，具有使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，從而減少了大量的維護(hù)工作量。

3、ZJY46H-16型活塞式減壓閥從今年四月運(yùn)行至今，未出現(xiàn)任何故障，為電廠安全運(yùn)行提供了保障。

6、問(wèn)題

    目前的問(wèn)題是由于機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式已無(wú)法進(jìn)行更改，因此四臺(tái)機(jī)組主用供水和備用技術(shù)供水總管屬聯(lián)絡(luò)運(yùn)行方式，而水源由四臺(tái)機(jī)組蝸殼取水供給。技術(shù)供水聯(lián)絡(luò)運(yùn)行方式對(duì)減壓閥產(chǎn)生的參與調(diào)節(jié)的影響仍然存在，可能會(huì)縮短減壓閥的使用壽命，由于更換后的減壓閥結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，這方面的影響將不會(huì)太大。與本論文相關(guān)的論文有：先導(dǎo)式減壓閥安裝及選型