1 項(xiàng)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(kù)和雙溪口水利樞紐，根據(jù)隧洞與引水渠工程項(xiàng)目管路相接，包含通水主干線(xiàn)、媽祖娘娘主線(xiàn)和福建莆田主線(xiàn)，具備“規(guī)格大、間距長(zhǎng)、工作壓力高、管件新”的特性。建筑工程設(shè)計(jì)總流量4.21m3/s，通水總長(zhǎng)度89.1km，總投資5.84億人民幣。在其中通水主干線(xiàn)設(shè)計(jì)方案總流量4.21m3/s，管經(jīng)1800mm，總長(zhǎng)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(xiàn)和福建莆田主線(xiàn)。媽祖娘娘主線(xiàn)設(shè)計(jì)方案總流量2.34m3/s，管經(jīng)1400mm，總長(zhǎng)度51.41km，沿路通過(guò)7個(gè)城鎮(zhèn)至莆田市湄洲灣北岸媽祖娘娘對(duì)臺(tái)貿(mào)易城。福建莆田主線(xiàn)設(shè)計(jì)方案總流量1.26m3/s，管經(jīng)1000mm，總長(zhǎng)度24.75km，沿路通過(guò)華亭鎮(zhèn)至新度工業(yè)區(qū)。工程項(xiàng)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(chēng)PCCP管），設(shè)計(jì)方案壓力為1.2MPa、1.4MPa、1.6MPa三種，較為中國(guó)別的大中型引水工程項(xiàng)目，壓力之高為中國(guó)罕見(jiàn)。
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?cè)斐闪碎W蒸及空蝕。閘閥變壓調(diào)流根據(jù)可運(yùn)動(dòng)的活塞閥與沒(méi)動(dòng)的高壓閘閥間建立的節(jié)流閥對(duì)話(huà)框尺寸更改摩擦阻力特點(diǎn)。當(dāng)摩擦阻力基因突變時(shí)，非常容易造成汽蝕狀況。液體經(jīng)節(jié)流閥孔時(shí)，因?yàn)榭偭髁坎粫?huì)改變，焯水橫斷面縮小，導(dǎo)致流動(dòng)速度突然之間提升。依據(jù)液體能量守恒，流動(dòng)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(shí)，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(shí)，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(dòng)速度相對(duì)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(guò)液態(tài)飽和蒸氣壓時(shí)，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(guò)程稱(chēng)之為“空蝕”。全部的動(dòng)能匯集在裂開(kāi)點(diǎn)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(gè)個(gè)不光滑的蜂窩狀渣孔，這就是汽蝕產(chǎn)生的全過(guò)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(guò)碟閥的容許汽蝕指數(shù)δh時(shí)，為防止出現(xiàn)明顯的汽蝕，挑選工程造價(jià)高的變壓調(diào)流閥。汽蝕指數(shù)計(jì)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(shuō)環(huán)境溫度相對(duì)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(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)?40.00166.23m，均值水位線(xiàn)為152.8m，根據(jù)隧洞與通水主干線(xiàn)相接，設(shè)計(jì)方案總流量4.21m3/s。通水主干線(xiàn)起始點(diǎn)設(shè)定閘閥的進(jìn)口的標(biāo)高為109.5m，設(shè)計(jì)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(jì)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(guó)別的引水工程項(xiàng)目，如北京自來(lái)水集團(tuán)公司分鐘寺變壓站、遼寧大伙房水庫(kù)通水工程項(xiàng)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(dòng)設(shè)備根據(jù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，推動(dòng)一個(gè)相近活塞桿狀圓柱（通稱(chēng)活塞桿）在閥腔內(nèi)作徑向健身運(yùn)動(dòng)，更改油路板出入口過(guò)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(kāi)正中間活塞桿，產(chǎn)生中心對(duì)稱(chēng)形，無(wú)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(dòng)?；钊麢C(jī)變壓調(diào)流閥具備高商品流通工作能力，打開(kāi)度與總流量成貼近線(xiàn)性相關(guān)，汽蝕、振動(dòng)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(hào)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(xiàn)起始點(diǎn)、兩主線(xiàn)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(lái)說(shuō)，設(shè)定在通水主干線(xiàn)起始點(diǎn)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(xiàn)安全性，穩(wěn)壓管塔不溢出，減少工程預(yù)算。相對(duì)應(yīng)機(jī)械自動(dòng)化以閥前、閥后氣壓表工作壓力數(shù)據(jù)信號(hào)為調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)信號(hào)，調(diào)節(jié)閥的打開(kāi)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(duì)應(yīng)機(jī)械自動(dòng)化以蒸汽流量計(jì)總流量為意見(jiàn)反饋數(shù)據(jù)信號(hào)，調(diào)節(jié)閥的打開(kāi)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(kāi)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(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)送至主控室，由控制室依據(jù)必須開(kāi)展操縱。要獲得平穩(wěn)的數(shù)據(jù)信號(hào)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(zhǎng)短，閥后因?yàn)樽儔赫{(diào)流閥使流水互撞造成漩流消能后，管路中會(huì)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(zhǎng)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(tái)重約28t，管路水里的臟物如樹(shù)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(duì)變壓調(diào)流閥開(kāi)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(wèn)題。為可進(jìn)人維修，必須在閥前和閥后各設(shè)定1臺(tái)碟閥（進(jìn)入孔設(shè)定在碟閥與變壓調(diào)流閥中間），以斷開(kāi)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(duì)接管道的尺寸規(guī)定，一來(lái)可以確保穩(wěn)定性的流水，二來(lái)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(lèi)似泵組設(shè)定，可以是多臺(tái)閥并接設(shè)定，在其中一臺(tái)閥預(yù)留。明確并接的閥數(shù)量和型號(hào)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(mén)商品流通工作能力界定為：當(dāng)調(diào)節(jié)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，閥兩頭壓力差為0.1MPa，流體密度為1g/cm3時(shí)，每鐘頭流過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)的總流量數(shù)，也稱(chēng)流量系數(shù)。Cv值按住式測(cè)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(shí)，ΔP=1m上下為最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的情形下，Cv=Q設(shè)，與部分水損計(jì)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(fèi)。型號(hào)選擇流量系數(shù)Cv計(jì)=1.5Cv，可以明確變壓調(diào)流閥型號(hào)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(kāi)數(shù)量的轉(zhuǎn)變，在確保用戶(hù)流量的條件下，變壓調(diào)流閥處在最好打開(kāi)度下運(yùn)作，減少了運(yùn)作噪聲，增加了使用期限。在水利樞紐水位線(xiàn)小于最少設(shè)計(jì)方案水位線(xiàn)時(shí)，即不用變壓調(diào)流閥降血壓時(shí)，為最大限度維持總流量，變壓調(diào)流閥必須開(kāi)全，但過(guò)閥的水損非常大，這時(shí)必須設(shè)定超過(guò)管超越變壓調(diào)流閥，超過(guò)管段設(shè)定碟閥。必須降血壓時(shí)，碟閥關(guān)掉，超過(guò)管堵塞水，水以變壓調(diào)流閥過(guò)。不用降血壓時(shí)，變壓調(diào)流閥關(guān)掉，碟閥打開(kāi)，水從超過(guò)管過(guò)。
（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(yùn)轉(zhuǎn)工作狀況時(shí)不溢出的條件下，使通水系統(tǒng)軟件發(fā)生負(fù)壓時(shí)盡可能貼近管路的壓力，做到減少建筑工程造價(jià)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(duì)高度高過(guò)工程項(xiàng)目進(jìn)水管的水位線(xiàn)，一般將導(dǎo)致穩(wěn)壓管塔相對(duì)高度較高，提升工程項(xiàng)目項(xiàng)目投資，且運(yùn)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(yǔ)
針對(duì)遠(yuǎn)距離作用力流供水管道道，在水資源水位線(xiàn)轉(zhuǎn)變比較大、壓力較高的情形下，根據(jù)剖析測(cè)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(lái)愈多遠(yuǎn)距離引水工程項(xiàng)目的完工，變壓調(diào)流閥的應(yīng)用將愈來(lái)愈普遍。依據(jù)各種各樣工程項(xiàng)目工作狀況規(guī)定，從特點(diǎn)、商品流通工作能力、汽蝕指數(shù)等性能參數(shù)剖析測(cè)算，從適用范圍、創(chuàng)新性、工程造價(jià)等領(lǐng)域綜合性較為，有效挑選變壓調(diào)流閥，對(duì)保證供水管道道安全性、平穩(wěn)、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)有著關(guān)鍵實(shí)際意義。
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