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SMC減壓閥分區(qū)減壓站總體設計同靜態(tài)特性分析

更新時間:2021-03-02      點擊次數(shù):1434

    SMC減壓閥分區(qū)減壓站總體設計同靜態(tài)特性分析
    SMC減壓閥的總體布置形式可分為地面和地下兩種,其中將閥門的組裝部件安裝在地面以上是一種較為的方式。地面安裝方式操作性,可以避免工作人員為進入有限操作空間而需要工具,同時還可避免在狹窄的空間工作。但地面安裝也存在兩點缺陷:1、這種安裝方式會占用很多空間,特別是大管徑的閥門安裝。2、減壓閥及相關設備受環(huán)境影響易損壞或失效,因此需根據(jù)具體情況選擇合理的減壓站布置方式。SMC減壓閥提出一種將減壓站外壁及站內(nèi)各設備整合為一體的減壓站。該減壓站設計具有占地面積小、安裝方便(現(xiàn)場僅需提供符合減壓站尺寸的土坑即可)等特點,現(xiàn)場布置。
    SMC減壓閥系統(tǒng)在設計時需采購如下主要設備:
    SMC減壓閥計時注意事項:
    (1)減壓站內(nèi)壁為一體式材料,所有線路通過布線套管連接設備,防止無意碰傷。根據(jù)固定顏色標定各種線路,線路上需有編號及說明。
    (2)如果旁通管旁通所有設備,旁通管可以考慮布置在減壓站外。旁通管也可選擇只旁通減壓閥。
    (3)可以考慮設置單獨井室布置流量計或水表。
    (4)井室內(nèi)所有設備統(tǒng)一供電,可選擇電池、太陽能電池板、外接電源等供電方式中的任意一種。
    (5)充分考慮利用水表計量分區(qū)流量。
    (6)減壓閥前后應設置檢修閥,也可考慮在站外設置井室。
    (7)減壓站內(nèi)管徑與減壓閥同徑,過檢修閥要有擴徑柔性連接方式。
    (g)需根據(jù)減壓閥尺寸選定減壓站尺寸,并提供2~3種典型尺寸以供備選。
    (9)如果減壓站外圍有混凝土井室,減壓站設計強度可降低需求;如果外圍為土或結(jié)露,要求站內(nèi)有鋼板等材料支撐。
    SMC減壓閥態(tài)特性分析
    SMC減壓閥特性分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性。靜態(tài)特性包括調(diào)壓范圍和穩(wěn)定性。
    SMC減壓閥輸出壓力滿足規(guī)定的穩(wěn)壓精度的可調(diào)節(jié)范圍。穩(wěn)定性指減壓閥處于穩(wěn)定工作狀態(tài)下,輸出壓力的波動程度。為獲得優(yōu)的靜態(tài)特性,需對減壓閥調(diào)壓范圍和穩(wěn)定性的影響因素進行分析。
    1調(diào)壓范圍分析
    在其他結(jié)構(gòu)參數(shù)固定的情況下,調(diào)壓范圍主要依靠選擇合適的調(diào)壓彈簧來確定。在輸入壓力為1MPa、流量1352kg/h和2.1MPa、流量2957kg/h兩種情況下,分別取調(diào)壓彈簧剛度為原剛度的0.2,0.5,0.8,1.5,2,2.5,5,10倍,在不同剛度下,輸出壓力能達到規(guī)定精度(5%)的調(diào)壓范圍。經(jīng)仿真試驗,不同調(diào)壓彈簧剛度下,規(guī)定精度內(nèi)的調(diào)壓范圍。
    2穩(wěn)定性分析
    SMC減壓閥的穩(wěn)定性可由穩(wěn)態(tài)下輸出壓力的波動頻率和波動幅值來判斷。由于200X型先導式減壓閥出口壓力波動的存在,在現(xiàn)行減壓閥安裝使用中,減壓閥與下游閥門之間需保留50倍管徑以上,以緩沖壓力波動對下游設備的影響。故良的穩(wěn)定性,可以減少壓力波動對設備的損壞,同時減少下游緩沖管道長度,節(jié)省成本。穩(wěn)態(tài)下,輸出壓力波動由主閥口上下運動引起,降低主閥上下運動頻率和幅值,可以降低單位時間內(nèi)主閥膜片的疲勞損傷,從而延長膜片使用壽命。據(jù),膜片疲勞損壞是減壓閥不能正常工作的主要原因之一。為提高導控型減壓閥質(zhì)量,有對輸出壓力波動頻率和幅值的影響因素進行要深入研究,為后續(xù)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和疲勞分析提供依據(jù)。
    SMC減壓閥的應用范圍較為廣泛,在蒸汽、壓縮空氣、工業(yè)用氣、水、由和曉許多其它液體介質(zhì)的設備和管路上均可使用。介質(zhì)流徑減壓閥出口出的量,一般用質(zhì)量流量qm(kg/s)或體積流量qv(m3/s)表示。
    2.減壓閥的種類減壓閥的種類很多,但大致可分為直接作用式(自力式)和間接作用式(它力式)兩大類。直接作用式減壓閥,即利用介質(zhì)本身的能量來控制所需的壓力。間接作用式減壓閥,即利用外界的動力,如氣壓、液壓或電氣等來控制所需的壓力。這兩類相比,前者機構(gòu)比較簡單,后者精度較高。目前,我國和使用的都是直接作用式減壓閥。根據(jù)減壓閥的機構(gòu)還可分為:
    1.活塞式減壓閥:它是通過活塞來平衡壓力,帶動閥瓣動力。如圖2-106所示。
    這類減壓閥體積小,活塞所允許的行程較大,但由于活塞在缸體中摩擦較大,因此靈敏度比薄膜式減壓閥低。另外,其制造工藝要求嚴格,特別是活塞、活塞環(huán)、缸體、副閥等零件,由于用在蒸汽減壓閥上,這些零件受熱后的膨脹間隙不易控制,易產(chǎn)生卡住或漏汽現(xiàn)象,影響它的靈敏度。盡管如此,這種機構(gòu)的減壓閥仍使用很廣,特別是當介質(zhì)溫度較高時,薄膜式減壓閥由于耐溫的薄膜材料難以解決,仍選用活塞式減壓閥;對于水、空氣等介質(zhì)也可選用。
    其二、供水管網(wǎng)壓力管理研究現(xiàn)狀
    供水管網(wǎng)的壓力與管網(wǎng)漏損、爆管率相關,是供水用戶與供水企業(yè)都關注的指標。對于自來水用戶來說,供水壓力是表征供水質(zhì)量的直觀要素,供水壓力高低波動會影響用戶的正常使用,這往往成為客戶投訴的主要原因;對于企業(yè)來說,供水壓力帶來的一系列問題直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。為了管網(wǎng)中壓力較低點的用戶的供水壓力,在確定泵房和分水口壓力時,常以壓力較低點(或稱較不利點)的壓力作為指標。這樣存在兩個問題:一是距離泵房或減壓閥近的點,供水壓力較高:二是當夜間流量降低時,較不利點的壓力也會升高。因此,管網(wǎng)閥門的布置優(yōu)化和管網(wǎng)壓力的合理調(diào)度策略成為近年來相關人員學術研究和工程應用的主要內(nèi)容。

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