电站调流调压阀流量特性

                  电站调流调压阀流量特性

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1之前介绍91视频看看簧色入口压力小于设定值，现在介绍电站调流调压阀流量特性调压阀介绍
（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。
LHS941X调流调压阀采用活塞式设计，是本公司引进国外及国内厂家生产的一种型水力控制阀型产品，填充了国内大型水力控制阀类似产品的空白。此阀应用在项目当中能够对水力管道实现多功能控制，应用在项目当中能够实现：水位控制、减压、止回、泄压持压、流量控制、爆管关闭、压力波动、排水等等功能，在水力管道当中主管网安装此阀门能够替代各个单一功能的阀门，功能非常的多，但是价格稍贵，本公司能够生产规格：DN100-DN2000的产品，此种的设计压力可以为10公斤-100公斤，压差可以达到40KG，在项目当中可以立式安装及卧式安装()主要应用在自来水管道的主管网、电厂、电站等介质为水的项目当中。
图1 液压系统原理图


2电站调流调压阀流量特性 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
根据末相水锤公式



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
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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 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 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。与本产品相关论文：水轮机91视频看看簧色