1 項目概況
金鐘水利工程引水渠配套設(shè)施水資源源自金鐘水庫和雙溪口水利樞紐，根據(jù)隧洞與引水渠工程項目管路相接，包含通水主干線、媽祖娘娘主線和福建莆田主線，具備“規(guī)格大、間距長、工作壓力高、管件新”的特性。建筑工程設(shè)計總流量4.21m3/s，通水總長度89.1km，總投資5.84億人民幣。在其中通水主干線設(shè)計方案總流量4.21m3/s，管經(jīng)1800mm，總長度12.94km，從莆田市仙游縣的寶峰至蓋尾，在蓋尾處罰為媽祖娘娘主線和福建莆田主線。媽祖娘娘主線設(shè)計方案總流量2.34m3/s，管經(jīng)1400mm，總長度51.41km，沿路通過7個城鎮(zhèn)至莆田市湄洲灣北岸媽祖娘娘對臺貿(mào)易城。福建莆田主線設(shè)計方案總流量1.26m3/s，管經(jīng)1000mm，總長度24.75km，沿路通過華亭鎮(zhèn)至新度工業(yè)區(qū)。工程項目為作用力流通水，管件關(guān)鍵選用新起管件預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼桶塑料排水管（通稱PCCP管），設(shè)計方案壓力為1.2MPa、1.4MPa、1.6MPa三種，較為中國別的大中型引水工程項目，壓力之高為中國罕見。
2 變壓調(diào)流閥配備
汽蝕的主觀原因是管路液體因摩擦阻力的基因突變造成了閃蒸及空蝕。閘閥變壓調(diào)流根據(jù)可運動的活塞閥與沒動的高壓閘閥間建立的節(jié)流閥對話框尺寸更改摩擦阻力特點。當(dāng)摩擦阻力基因突變時，非常容易造成汽蝕狀況。液體經(jīng)節(jié)流閥孔時，因為總流量不會改變，焯水橫斷面縮小，導(dǎo)致流動速度突然之間提升。依據(jù)液體能量守恒，流動速度提升，靜工作壓力陡然降低，節(jié)流閥孔處的工作壓力降至液體的飽和蒸氣壓時，一部分液態(tài)氣化為汽體，汽泡在流束中產(chǎn)生。當(dāng)出入口工作壓力仍小于飽和蒸氣壓時，汽泡將維持在閥后，產(chǎn)生液氣兩相并存的狀況，即“閃蒸”。造成閃蒸后，液體節(jié)流閥孔后伴隨著焯水截面的擴(kuò)大，流動速度相對應(yīng)減少，閥后工作壓力急劇升高。當(dāng)閥后工作壓力復(fù)原到高過液態(tài)飽和蒸氣壓時，工作壓力縮小閃蒸造成的汽泡由橢圓形變成橢圓型，接著做到臨界值規(guī)格的汽泡上下游表層逐漸變平，隨后忽然崩裂，此全過程稱之為“空蝕”。全部的動能匯集在裂開點上，造成很大的撞擊力，撞擊在活塞閥、高壓閘閥和油路板上，使其表層造成塑性形變，產(chǎn)生一個個不光滑的蜂窩狀渣孔，這就是汽蝕產(chǎn)生的全過程。
變壓調(diào)流一般先考慮到設(shè)定一般閘閥，大口徑管路一般挑選碟閥。依據(jù)具體工作狀況剖析汽蝕指數(shù)δ不得超過碟閥的容許汽蝕指數(shù)δh時，為防止出現(xiàn)明顯的汽蝕，挑選工程造價高的變壓調(diào)流閥。汽蝕指數(shù)計算方法如下所示：
δ=（H2 H）/（ΔP v/2g）≈（H2 10）/ΔP
式中：H2為閥后（出入口）工作壓力，m；
H為大氣壓力與其說環(huán)境溫度相對應(yīng)的飽和蒸氣壓力弱，
取H=10m；
ΔP為閥前后左右壓力差；
δh為碟閥容許汽蝕指數(shù)，δh=2.5。
假如δ＞2.5，挑選碟閥變壓調(diào)流；假如δ≤2.5，挑選變壓調(diào)流閥。
金鐘水利工程引水渠配套設(shè)施取水口水位線轉(zhuǎn)變?yōu)?40.00166.23m，均值水位線為152.8m，根據(jù)隧洞與通水主干線相接，設(shè)計方案總流量4.21m3/s。通水主干線起始點設(shè)定閘閥的進(jìn)口的標(biāo)高為109.5m，設(shè)計方案規(guī)定閘閥出入口恒壓為128.2m，因此規(guī)定閘閥具備消能功效，且工作中壓力差最少為0.30MPa，較大為0.60MPa。由計算方法得知，H2=128.2－109.5=18.7m，ΔP=30-60m，δ=（H2 10）/ΔP=0.48-0.96＜2.5，因此挑選變壓調(diào)流閥，以防造成比較嚴(yán)重汽蝕。
參考中國別的引水工程項目，如北京自來水集團(tuán)公司分鐘寺變壓站、遼寧大伙房水庫通水工程項目等，金鐘水利工程引水渠配套設(shè)施采用活塞機(jī)變壓調(diào)流閥。其原理如下所示：閘閥推動設(shè)備根據(jù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，推動一個相近活塞桿狀圓柱（通稱活塞桿）在閥腔內(nèi)作徑向健身運動，更改油路板出入口過電流總面積，調(diào)整工作壓力和總流量，活塞行程與管中流水方位一致，如下圖1所顯示。

圖1 活塞機(jī)變壓調(diào)流閥截面平面圖

流水進(jìn)到閥內(nèi)，繞開正中間活塞桿，產(chǎn)生中心對稱形，無論活塞桿處在何部位，閥腔內(nèi)橫剖面上流水均為環(huán)形，在出入口向軸心收攏，做到防汽蝕的功效，并合理防止汽蝕和振動。活塞機(jī)變壓調(diào)流閥具備高商品流通工作能力，打開度與總流量成貼近線性相關(guān)，汽蝕、振動較小?；钊麢C(jī)變壓調(diào)流閥出入口調(diào)整型構(gòu)件有E、S、F、LH或SZ四種型號規(guī)格，供水管道道上用以控流、變壓的有S型、LH或SZ型。
為保障管路通水安全性，金鐘水利工程引水渠配套設(shè)施通水主干線起始點、兩主線出入口設(shè)定了活塞機(jī)變壓調(diào)流閥，將工作壓力調(diào)節(jié)在安全性范圍內(nèi)，確?？偭髁糠€(wěn)定。一般來說，設(shè)定在通水主干線起始點的變壓調(diào)流閥關(guān)鍵起變壓功效，平穩(wěn)管路壓力，確保管線安全性，穩(wěn)壓管塔不溢出，減少工程預(yù)算。相對應(yīng)機(jī)械自動化以閥前、閥后氣壓表工作壓力數(shù)據(jù)信號為調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)信號，調(diào)節(jié)閥的打開度。排水口設(shè)定變壓調(diào)流閥關(guān)鍵起調(diào)流功效，達(dá)到差異負(fù)荷下總流量自始至終穩(wěn)定的規(guī)定。相對應(yīng)機(jī)械自動化以蒸汽流量計總流量為意見反饋數(shù)據(jù)信號，調(diào)節(jié)閥的打開度。
3 設(shè)定變壓調(diào)流閥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
（1）管路規(guī)定。變壓調(diào)流閥的開啟度必須借助閥前液位傳感器、閥后壓力傳感器或egr將工作壓力或總流量無線傳輸數(shù)據(jù)送至主控室，由控制室依據(jù)必須開展操縱。要獲得平穩(wěn)的數(shù)據(jù)信號就規(guī)定閥前和閥后的流水要平穩(wěn)，一般規(guī)定閥前接管段距離為35倍的管道直徑長短，閥后因為變壓調(diào)流閥使流水互撞造成漩流消能后，管路中會產(chǎn)生許多待發(fā)生爆炸的汽泡，閥后接管段距離不少于5倍的管道直徑長短。
（2）維修。變壓調(diào)流閥構(gòu)造繁瑣，出流孔小，凈重很重，如DN1800的變壓調(diào)流閥一臺重約28t，管路水里的臟物如樹技、塑膠等一旦進(jìn)到油路板，非常容易阻塞閥腔和出流孔，必須設(shè)定進(jìn)入孔對變壓調(diào)流閥開展一般的維修，消除臟物，處理拆卸變壓調(diào)流閥后才可以維修的問題。為可進(jìn)人維修，必須在閥前和閥后各設(shè)定1臺碟閥（進(jìn)入孔設(shè)定在碟閥與變壓調(diào)流閥中間），以斷開上中下游管路原水。碟閥與變壓調(diào)流閥的間距規(guī)定要合乎閥前和閥后對接管道的尺寸規(guī)定，一來可以確保穩(wěn)定性的流水，二來可以防止汽蝕碟閥。
（3）設(shè)定方法。變壓調(diào)流閥設(shè)定方法類似泵組設(shè)定，可以是多臺閥并接設(shè)定，在其中一臺閥預(yù)留。明確并接的閥數(shù)量和型號選擇，商品流通工作能力Cv是基本參數(shù)之一。調(diào)節(jié)閥門商品流通工作能力界定為：當(dāng)調(diào)節(jié)閥門全開時，閥兩頭壓力差為0.1MPa，流體密度為1g/cm3時，每鐘頭流過調(diào)節(jié)閥門的總流量數(shù)，也稱流量系數(shù)。Cv值按住式測算：

式中：Q為液體流量；ρ為液體密度；ΔP為閥前后左右壓力差。
在液體為流水時，ΔP=1m上下為最經(jīng)濟(jì)實惠的情形下，Cv=Q設(shè)，與部分水損計算方法ΔH=ξv2/（2g）協(xié)同可以明確閥的數(shù)量。自然閥數(shù)量的明確還需要考慮到土建工程花費。型號選擇流量系數(shù)Cv計=1.5Cv，可以明確變壓調(diào)流閥型號規(guī)格。變壓調(diào)流閥數(shù)量多，融入總流量轉(zhuǎn)變的覆蓋面廣。根據(jù)打開數(shù)量的轉(zhuǎn)變，在確保用戶流量的條件下，變壓調(diào)流閥處在最好打開度下運作，減少了運作噪聲，增加了使用期限。在水利樞紐水位線小于最少設(shè)計方案水位線時，即不用變壓調(diào)流閥降血壓時，為最大限度維持總流量，變壓調(diào)流閥必須開全，但過閥的水損非常大，這時必須設(shè)定超過管超越變壓調(diào)流閥，超過管段設(shè)定碟閥。必須降血壓時，碟閥關(guān)掉，超過管堵塞水，水以變壓調(diào)流閥過。不用降血壓時，變壓調(diào)流閥關(guān)掉，碟閥打開，水從超過管過。
（4）與穩(wěn)壓管塔位置關(guān)系。穩(wěn)壓塔的設(shè)定是為了確保在多種運轉(zhuǎn)工作狀況時不溢出的條件下，使通水系統(tǒng)軟件發(fā)生負(fù)壓時盡可能貼近管路的壓力，做到減少建筑工程造價的目地。若穩(wěn)壓管塔設(shè)定在變壓調(diào)流閥上下游，必然規(guī)定穩(wěn)壓管塔相對高度高過工程項目進(jìn)水管的水位線，一般將導(dǎo)致穩(wěn)壓管塔相對高度較高，提升工程項目項目投資，且運作不方便，因此變壓調(diào)流閥設(shè)定在穩(wěn)壓管塔上下游。
4 結(jié)束語
針對遠(yuǎn)距離作用力流供水管道道，在水資源水位線轉(zhuǎn)變比較大、壓力較高的情形下，根據(jù)剖析測算汽蝕指數(shù)，一般都需要設(shè)定變壓調(diào)流閥。伴隨著愈來愈多遠(yuǎn)距離引水工程項目的完工，變壓調(diào)流閥的應(yīng)用將愈來愈普遍。依據(jù)各種各樣工程項目工作狀況規(guī)定，從特點、商品流通工作能力、汽蝕指數(shù)等性能參數(shù)剖析測算，從適用范圍、創(chuàng)新性、工程造價等領(lǐng)域綜合性較為，有效挑選變壓調(diào)流閥，對保證供水管道道安全性、平穩(wěn)、高效率運轉(zhuǎn)有著關(guān)鍵實際意義。
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