1 概述

    某大型電站建站時(shí)需求水力檢修調(diào)節(jié)閥，其設(shè)計(jì)流量3000m³/h。流量4500m³/h，閥門(mén)管徑φ800mm，閥門(mén)公稱(chēng)壓力1.6MPa，正常工作時(shí)壓力0.3MPa。閥門(mén)分兩階段連續(xù)關(guān)閉，前段關(guān)閉80%，時(shí)間5min，后段關(guān)閉20%，時(shí)間8min。關(guān)閉阻力曲線(xiàn)為線(xiàn)性，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間不應(yīng)因壓力及流量的變化而變化，并且有超壓自動(dòng)鎖閉裝置，防止產(chǎn)生較大水錘波。地表水含砂量20kg/m³。介質(zhì)溫度0~35℃，*小調(diào)節(jié)流量300m³/h， 閥門(mén)操作壓力0.1MPa。閥門(mén)必須緩開(kāi)。反向水壓（背壓）0.6MPa。閥門(mén)關(guān)閉限位裝置和開(kāi)度標(biāo)志要求準(zhǔn)確明顯，保證關(guān)閉指示與實(shí)際閥瓣位置一致，具有手動(dòng)螺桿輔助開(kāi)關(guān)主閥裝置， 閥門(mén)整體運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn)。操作靈活、準(zhǔn)確及無(wú)異常振動(dòng)等現(xiàn)象，止水性能好。行程300mm。經(jīng)過(guò)分析。該閥門(mén)為特殊調(diào)節(jié)閥，流量特性設(shè)計(jì)為線(xiàn)性。

    2 閥瓣形線(xiàn)設(shè)計(jì)

    調(diào)節(jié)閥閥瓣設(shè)計(jì)都是基于流量試驗(yàn)基礎(chǔ)上結(jié)合近似計(jì)算或圖解法進(jìn)行的，尚不能得到精確的理論計(jì)算方法。普通調(diào)節(jié)閥系列產(chǎn)品的閥瓣形線(xiàn)設(shè)計(jì)在大量流量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上已經(jīng)定形，作為特殊調(diào)節(jié)閥閥瓣形線(xiàn)設(shè)計(jì)，可引入閥瓣疊加系數(shù)β和閥體阻力系數(shù)ξ，得到閥瓣形線(xiàn)計(jì)算公式。

        （1）

    式中   K－－流量系數(shù)

    R－－閥座半徑，m
    r－－閥瓣半徑，m
    ξ_內(nèi)－－閥體的阻力系數(shù)
    β－－閥瓣的疊加系數(shù)
    g－－重力加速度，m/s²
    Q－－流體體積流量，m³/s

    直線(xiàn)流量特性是指調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量與相對(duì)開(kāi)度成直線(xiàn)關(guān)系，其內(nèi)特性方程為

    式中R′－－調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)范圍，m
    l－－閥瓣開(kāi)啟高度，m
    L－－閥瓣全開(kāi)啟高度，m

    由此，可得直線(xiàn)流量特性調(diào)節(jié)閥閥體阻力系數(shù)

        （2）

    式中ξ_max－－閥全開(kāi)時(shí)閥體阻力系數(shù)

    將ξ和取定的β值代入式（1），得到直線(xiàn)流量特性調(diào)節(jié)閥閥瓣母線(xiàn)方程

    Y=r_max-r    （3）

    式中r_max－－閥瓣半徑（l=0），m

    該方程可以指導(dǎo)工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)閥瓣形線(xiàn)。將水力檢修調(diào)節(jié)閥技術(shù)要求中的參數(shù)代入閥瓣形線(xiàn)計(jì)算式（I），并注意ξ和β的取值，得到水力檢修調(diào)節(jié)閥閥瓣形線(xiàn)曲線(xiàn)（圖1）。

    3 流量曲線(xiàn)

    由流過(guò)調(diào)節(jié)閥的壓差

    推導(dǎo)可得

    式中    A－－流通面積，m²
    ρ－－流體密度，kg/m³

    將式（4）代入直線(xiàn)流量特性調(diào)節(jié)閥的內(nèi)特性方程，可得

        （5）

    式（5）為直線(xiàn)流量調(diào)節(jié)閥動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算公式.得到水力檢修調(diào)節(jié)閥流量曲線(xiàn)（圖2）。

    4 結(jié)語(yǔ)

    隨著現(xiàn)代化工廠(chǎng)自動(dòng)化程度的提高。自動(dòng)控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥越來(lái)越多。而機(jī)組容量的增大，要求大口徑大流量的特殊調(diào)節(jié)閥。采用調(diào)節(jié)閥閥瓣形線(xiàn)計(jì)算公式替代反復(fù)試驗(yàn)才能得到閥瓣形線(xiàn)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，為特殊調(diào)節(jié)閥閥瓣形線(xiàn)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)�？s短了設(shè)計(jì)周期。同時(shí)，可為用戶(hù)提供精確的流量曲線(xiàn)。更好地進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動(dòng)化儀表有限公司