1 之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍长距离输水调流调压阀调压阀介绍

    （1）调压阀是长压力引水遂洞水电站的一种安全设备，一般，当压力引水管道ΣELV/H大于15～30时，要设置调压井，由于调压井土建工程量较大，工期较长，采用调压阀取代调压井，可节约投资（大约可以节约调压井投资的90%），缩短工期。例如： ①在新疆古尔图河7级H=62m，装机2X3750kW和1X2500kW；②非洲安哥拉洛马乌电站H=177m，2X15MW和2X10MW，不设调压井，装设了Φ 600和Φ 400调压阀。都可以说是成功的案例。

    （2）调压阀的特性主要是流量特性。调压阀的作用是当机组甩负荷时在机组导叶快速关闭的同时调压阀快速开启，将机组关闭时需减少的流量从调压阀排出，待机组关闭后再缓慢关闭调压阀。也就是说，装设调压阀后，引水系统内的流量变化得以缓慢进行，从而削减了水压上升值。另一方面，由于机组仍然是快速关闭的，从而保证了速率上升值也不会过高，所以说，调压阀是降低引水系统压力上升值和机组速率上升值的有效措施之一，起到了调压井的作用。

    （3）全油压控制调压阀液压原理。全油压控制TFW型调压阀基本动作是：快速开启，缓慢关闭；小负荷变化时，调压阀不动作；甩较大负荷时，调压阀开启，并具有导叶两段关闭的性能；增负荷时，调压阀不起作用。经过改装的调速器特殊主配压阀和调压阀的液压控制系统见图1，其特点是全部采用压力油直接进行控制和操作。图1 液压系统原理图

    2 长距离输水调流调压阀水电站2X4000kW机组调压阀的选择

    2.1 电站参数

    额定水头Hr=62.5m，大水头Hmax=70.2m，小水头Hmin=61.8m，引水遂洞和压力钢管参数L1=1330m，V1=2.54m/s，L2=82.3m，V2=4.08m/s，电站装机2台4000kW水轮发电机组。电站不设调压井，但设调压阀。

    2.2 主机选型

    2.2.1 水轮机HLA772c-LJ-108

    额定转速n=600r/min，额定流量Qr=Qt=7.21m3/s，额定效率G=94.21%，飞逸转速nf=1082r/min，比转速ns=221.41，水推力Poc=25t，水轮机出力N水=4167kW，吸出高程Hs=+1.5m

    2.2.2 发电机选型SF4000-10/2600

    额定容量4000kW/5000kVA，额定电压U=6.3kV，额定电流I=458.2A

    额定功率因数5=0.8，额定转速n=600r/min，GD2=33t.m2

    2.3 调压阀的选择

    电站装设调压阀，要求全甩负荷时压力钢管的压力上升值 ξ 不大于20%，机组速率上升值 β 不大于40%。分段拐点开度τg=14%（空载开度τx=12%）对应接力器行程Yg=17%，拐点流量Qg=1.345m3/s。接力器关闭规律曲线见图2。

图2 接力器关闭规律曲线图

    2.3.1 根据 β 求T's及Tsg

    计算采用哈尔滨大电机研究所“水轮机设计手册”中所推荐的公式，得：    

    式中

    ΔtN--滞后时间取0.3s；

    GD2--机组转动惯量33t.m2；

    f--水锤影响系数，根据水锤压力为0.2反算得 σ =0.182，f=1+ σ=1.182；

    C--水轮机飞逸特性影响系数，    

    式（1）中

    nH--甩负荷前正常转速；

    n'IP--该水头下单位转速；

    n'IH--单位飞逸转速。

    将 β =0.4、ΔtN、f、C及其它已知值代入公式，求得导水机构全行程有效关闭时间T's=7.25s。

    按线性关系Tsg=（1-Yg）T's=（1-0.17）X 7.25=6.0175s

    2.3.2 根据允许的压力上升值求TSS  

    ρ τ > 1为末相水锤

长距离输水调流调压阀 根据末相水锤公式

 活塞式控制阀阀体为流线形轴对称流道，流体在阀体内能被很好地无紊流引导，能显著降低阀门的噪声和振动。保证阀门在高压差下也具有良好的抗气蚀特性，其允许气蚀系数应不大于0.4。
活塞式控制阀具有优良的线性调节性能，以便控制系统通过出口压力变送器的反馈信号调控阀门，保持出水压力的恒定。
活塞式控制阀具有可靠的密封性能，在调节阀处于全关状态下，保证无任何渗漏。
活塞式控制阀在正常运行工况下，无卡阻和有害振动现象，确保设备安全可靠运行。使用寿命不小于30年。活塞式控制阀具有良好的抗阻塞能力。可适用于有泥沙及小颗粒杂质的流体。活塞式控制阀在大工作压差和动水启闭运行工况下，保证整体抗推力安全可靠，不发生有害的振动。
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀活塞式控制阀驱动方式为电机驱动。电机驱动装置应具有良好的防水性能，应动作灵活、安全可靠，手动操作力矩满足国家标准。活塞式控制阀的电动装置包括电 机、减速蜗轮、机械限位调节机构、力矩控制机构、行程控制机构、开度指示机构和手动电动转换装置。活塞式控制阀的电动装置采用机电一体化设计，
配置现地操作控制箱。
活塞式控制阀的传动装置有以下性能：
·阀门过载保护；
·阀门行程保护；
·手动／电动切换装置；
·阀门开度位置指示装置；
·阀门开、关触点，触点接线的引出应满足就地及远方控制室的要求。
1、线性度好：由于阀体内部采用特殊结构设计，对于流体的流量控制特性具有良好的线性度，即使在第—个10%行程中仍具有良好的流量控制效果。
2、抗气蚀、抗震动：充分利用流体动力学原理进行流道设计，消除汽蚀和震动现象对管网的损伤，大大提高阀门和管道的使用寿命。
3、工作可靠：合理设计的流道和密封型式，使该阀可以适用于含有泥沙等小颗粒杂质的流体，不会因杂物造成关闭不严而导致泄漏或控制失效。
4、高压消能：即使在高压差的情况下，该阀也能有效消除高压能，将高压减为低压，而且不会产生震动和气蚀现象，有效保证阀门的使用寿命。
5、选材精良：阀门的关键部位如阀座、挡块、导轨等部件均采用特殊的不钢筋材料制作，此材料耐磨、耐气蚀，硬度为普通不钢筋的三倍。
6、浮动阀座：阀座与锥体的连接采用特殊的硅胶粘合，粘性高，耐剪切．浮动阀座在密封时阀座产生自定心效果，使密封更可靠。
7、流体阻力小：该阀*结构设计，合理的流道分布，使整个阀门的压力损失降至影氐有利于节约整个管网的动力消耗。
8、操作扭矩小：阀门中的启闭件为套闸，其运动方向与主管流体流动方向一致，而且有效受力面积小，因此启闭阀门所需的操力矩也很小，驱动装置成本可大幅降低。
9、使用寿命长：阀门中主要密封为金属对属，密封可靠，抗流体冲蚀力强，不易被夹杂的垃圾损坏，加之大部分部件采用不锈钢制造，阀门的使用寿命大大提高。

  2.3.3 计算要求通过调压阀的泄放流量QX 

    通过计算得出的调压阀特性曲线见图3。图3 TFW600/130调压阀特性图

    2.3.4 计算调压阀行程

    根据Qx=4.401m3/s及（1+N）H=1.2 X 70.2=84.24m，故可选用TFW600/130调压阀，TFW600/130调压阀的参数如表1。表1 TFW600/130调压阀参数表

    根据TFW600/130调压阀特性图（图3）查得，本电站所需调压阀行程Yx=75mm。

    2.3.5 长距离输水调流调压阀压力下降验算

    （1）引水系统允许的压力下降值：本电站引水系统控制压力下降点在隧洞末端的B点，极限死水位为546m，隧洞末端顶部高程为520m，故在该处的毛水头为546-520=26m，扣除水头损失及流速水头2m，并留2m的安全余度，实际在该处允许的大水压下降值为22m。

    （2）部分甩负荷时的“压降”验算：

    ①求调压阀全开所对应的接力器行程K 

    式中即当在接力器行程83%甩负荷时调压阀仍开到全行程（即Yx=75mm）。

    ② 计算压力下降值

    水库在低水位546m时的水头为61.8m从接力器行程与机组开度关系曲线查得对应接力器0.83时的机组开度为0.81，从机组综合特性曲线查得Q'1=760L/s此时调压阀开到75mm，其过流量Qx=4.401m3/s < Q，故不会出现压力降，即压力钢管内不会出现负压力。

    3 装设调压阀电站对调速器的要求

    （1）调压阀的开启和关闭都是由调速器控制，当机组紧急停机或瞬间甩负荷超过约15%时，调压阀由调速器联动开启，使调压阀打开泄出设定大小的水流以确保机组及压力隧洞系统的安全。

    （2）由于采用同一个主配压阀控制，所以调压阀快速开启与导叶快速关闭是协联同步的（如果可能，也可考虑采用双主配压阀控制）。

    （3）因调压阀是否能按设计要求动作，关系到电站的运行安全性。为了安全起见，调速器和调压阀之间必须采用电气和液压双联动的操作方式，双保险。当机组紧急停机或瞬间甩负荷超过约15%时，或测压电路感知压力钢管压力超过使可压力时，调压阀在调速器控制下快速开启。当压力钢管压力减小到设定的安全压力时，调压阀再缓慢关闭。

    （4）活动导叶接力器必须设分段关闭装置。

    4 长距离输水调流调压阀结语

    随着调压阀结构设计的优化和应用技术的成熟，其操作更简便，运行更安全可靠，与功能相同的调压井相对比，调压阀节省了工程投资，缩短了施工周期，在中小型水电站的引水系统中得到应用。以上关于调压阀的选择供同行参考。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀