計算蝶閥的調壓調流量

                              上海申弘閥門有限公司

之前介紹電動閘閥工作原理，現在介紹計算蝶閥的調壓調流量蝶閥結構簡單，所需安裝空間小，操作便捷，具有良好的調節特性，可以實現快速啟閉以及全開時流阻損失小，因此應用廣泛。安裝在管道上的蝶閥不僅可用于控制管路的通斷，而且也可以用于流量和管道壓力的調節。
1計算蝶閥的調壓調流量工程概況

對重力輸水管道設計[1]，在設計流量下按公式計算得到的水壓線與實際情況相符，而小流量情況下計算的水壓線存在較大的剩余水頭。以引青濟秦管道為例，長距離輸水管道部分根據城市用水需求分期完成，一期取水位48m，二期取水位76m，設計運行壓力為0.4MPa[3]，上游設計流量是5.36m3/s，下游管道設計流量為3.95m3/s，即日供水34.13萬m3/d。工程建成后日供水量zui高為27.97萬m3/d，zui少只有9萬m3/d，遠沒有達到設計供水流量，為保證管道安全，需要減壓運行。一期工程沒有減壓設施，在水量調度沒有更好的運行方法之前，只能依靠調整蝶閥群的開度來調節管道的壓力，控制管道的流量。雖然閥門開度的變化對不同管徑的影響規律是相同的，但是幅度差即調節曲線相差很大，為保證管道運行安全，必須掌握閥門開度消能規律。ZSJW型氣動高性能密封蝶閥是在吸收了幾種不同結構蝶閥優點的基礎上設計而成的一種新穎的蝶閥。該蝶閥的閥板和密封結構采用*的三維偏心設 計，閥板密封面在關閉的瞬間才和閥座密封面接觸，密封副在啟閉時幾乎無摩 擦，這樣既降低了蝶閥的啟閉力矩，又提高了閥的使用壽命，使密封更為可靠。 閥座為金屬材料的硬閥座。
     ZSJW型氣動高性能密封蝶閥由氣動單作用或雙作用活塞式執行機構和硬密封偏心蝶閥組成，具有優良的切斷性能和調節性能，被廣泛應用于石化、冶 金、電站、輕紡等工業的生產過程自動控制系統中。較低的費用、較輕的重量、簡單的維護保養等優點使得蝶閥成為流程工業供水設備中應用非常廣泛的設備。由于它很高的流通能力、較短的長度尺寸以及很寬的流量調節范圍也使它成為流量調節應用中的寵兒。

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥但當涉及到壓力調節時情況就不同了。在調節壓力時，由于傳統蝶閥有限的壓力差使它們不適合進行壓力的調節。經驗告訴我們，當作用在蝶閥閥板上的壓力超過輸入壓力30%后，就會在普通蝶閥中產生氣穴。因此，在流量調節中蝶閥是很好的選擇，但在壓力調節中蝶閥的使用就受到了限制。

氣穴帶來的后果

氣穴除帶來很高的噪聲之外，也帶來了很大的磨損和管道設備的損壞。當有流體介質流經管道閥門時，則會因局部流量的減小，導致流速相應降低。當壓力降低到介質蒸汽壓力之下時，在液體介質中會產生微小的氣泡。當含有氣泡的液體介質流到靜態壓力較高的區域時，微小的氣泡就會聚集起來。從而產生所謂的“微噴”，形成壓力波，對閥門出口側的管道造成損害或者造成閥門本身的損害。

除了可能改變流體介質的性能外，氣穴也能產生更加強烈的震動，帶來嚴重的噪聲污染。若氣穴是發生在管壁附近，則能夠帶來管壁滲漏和閥門閥體滲漏的惡果。這不僅能夠使管道閥門損壞，甚至還可能產生停產維修的風險。

*的蝶閥結構

盡管蝶閥有氣穴損壞的風險，但仍然一直被視為是合適的壓力調節解決方案。究其原因，是因為其安裝長度短，能夠明顯減少流程設備的占用空間。但長期以來，由于受限制的使用適應性、很高的氣穴損耗風險以及水擊帶來的損壞風險，利用蝶閥調節壓力一直只是一種折衷方法。隨著閥門設計的進步和發展，現在有了一種新的解決方案，保持傳統蝶閥優點的同時，又適合于在供水設備中進行壓力調節和流量調節。

為了解決占用空間和氣穴問題，Tyco Valves & Controls公司成功研發了一種可單向流通的、帶有很多孔的蝶閥。這些孔把液體的整個流量分解為一個個從孔中流動的部分流量。

新型Monovar蝶閥能夠實現的壓力和流量調節，并且有著很低的噪聲和氣穴。由于它的壓力恢復系數很低，因此比傳統蝶閥的壓力差高許多。

孔板結構的蝶閥的輸入側閥板是帶孔且可以上下移動的，而在蝶閥出口側的閥板是帶孔的固定閥板。兩塊閥板各有大約56個錐形通孔。

該閥的設計保證了壓力差為輸入側壓力的80%。zui高工作壓力可達0.05?kPa，工作環境的溫度范圍在-51~199℃之間。關閉時閥門的泄露率符合AMSE B16.104標準Ⅲ級的規定和要求。該閥可手動、氣動、液壓或者電氣驅動。在當作壓力或者流量調節閥使用時，保證工作可靠性的重要條件，是不要把該閥當作常開不關、或者常閉不開的閥使用。

簡單的工作原理

借助于這種錐孔型的結構設計，該閥能夠很好防止氣穴的形成。即使出現氣穴，這種錐孔也能將損害減小到zui低程度。氣穴產生的有害能量經大量錐孔時會降低，因為錐孔把液體介質的整個流量分解為經過一個個小孔的部分流量。這些錐孔也能夠實現可靠的調節，保證即使出現氣穴也不會給閥門造成很大的損害。氣穴氣體的微噴形成的是液體介質內部的微爆，微爆所產生的沖擊波大部分都作用于管壁、閥體。雖然由于紊流能夠帶來較大的噪聲，但不會對閥門零部件造成損壞。

因此，這種新型蝶閥非常適合在壓力差大的工況中使用。由于新型蝶閥特殊的結構設計和加工，使用了耐腐蝕的合金材料和特殊涂層材料，因此它有著很長的使用壽命。

快速穩定流量

與其他類型的高壓力差蝶閥相比較，新型蝶閥不僅保證了以很短的閥板長度快速地穩定了流量，而且允許在蝶閥附近安裝其他管道控制元器件。

由于該閥的調節機構是垂直于管道流向，且閥板有著許多允許液體介質流通的小孔，因此大大降低了液體介質的紊流。因此，在液體介質流過兩倍閥板直徑的距離后，馬上就實現了穩定的流動，而傳統的蝶閥至少要流經5倍的閥板直徑長度后才能穩定下來。

借助于新型蝶閥特殊的結構設計和有些應用場合下使用的特殊材料，這種蝶閥可以在所有的有壓力調節、流量調節和溫度調節的工業應用領域和供水設備中使用。它的抗氣穴性能、很短的尺寸、快速穩定液體介質為流程設備規劃設計提供了使用靈活、性能可靠的解決方案。

2蝶閥調壓調流的計算

重力流長輸管道的輸水能力，與管道上游的水位、輸水管道的斷面面積和管道的長度等特征有關。在輸水過程中水的能量損失分為兩種：沿程損失和局部損失[2]。蝶閥開度引起的水頭損失屬于局部水頭損失。

3規律分析與操作經驗探討

（1）對于同一條管道，在同*量下，閥門開度越小（α越大），引起的水頭損失越大；閥門開度越大（α越小），引起的局部水頭損失越小；同一條管道，開度相同，流量越大，引起的水頭損失越大。

（2）相同開度，管道直徑越小，消能曲線越陡，減壓效果越明顯。以α=50°為例，在流量1.5m3/s，DN1600消能0.9m，DN1000消能5.90m。

（3）α<40°時，對所有管道的壓力影響不大，即消能效果不明顯，此時只對流量影響較大。

（4）管道內大流量的情形下，開度不能過小（α不能過大）。重力流管道通常為低壓管道，水頭損失過大，對管道運行不利。

（5）α≥60°還需要減壓時宜半度操作，不論是哪種管徑，α從60°~65°消能效果非常快；65°~70°消能曲線很陡，在實際操作中要格外引起注意。

（6）利用閥門開度計算消能幅度時，注意α值增加使壓力減小的同時，流量也會減小；計算減壓效果時，要綜合考慮，這也是利用閥門開度消能和調節流量的復雜所在。

（7）避免α大角度運行。利用蝶閥開度消能和調節流量雖然在工程上應用廣泛，但是實際操作起來卻相當復雜。操作時應謹慎選擇α值較大的運行狀態。部分開啟的閥門，水流邊界條件改變，過水斷面急劇收縮，水流對閥門的沖刷力很大；閥門開度越小，沖擊力越大，同時水流不穩，容易裹挾氣體，因此對管道的整體運行安全非常不利，會造成閥門振動，地面振動，噪聲非常大，對于閥門本身有損害，對工程運行也會埋下隱患。在調度上，對復雜管道，應綜合考慮管道運行方案，盡量避免閥門小開度運行。

（8）由于計算過程中近似處理、實際操作中的開度誤差等因素影響，實際上，利用蝶閥群控制流量、水壓存在一定的近似性，程度不是非常高。

（9）擇機安裝調流調壓閥。調流調壓閥能有效調節長輸管道的壓力和流量，近年來的大型引水工程中有應用案例。本工程在條件允許時宜增設此裝置。與本文相關的產品有：加長桿蝶閥安裝注意事項