匯金閥門訊:淺析長距離輸水管道調壓調流閥的技術要求
金鐘水利樞紐引水配套工程水源取自金鐘水庫和雙溪口水庫,通過隧洞與引水工程管道相連,包括輸水干線、媽祖支線和莆田支線,具有“口徑大、距離長、壓力高、管材新”的特點。工程設計流量4.21m3/s,輸水總長89.1km,總投資5.84億元。其中輸水干線設計流量4.21m3/s,管徑1800mm,總長12.94km,從莆田市仙游縣的寶峰至蓋尾,氣動V型調節切斷球閥在蓋尾處分為媽祖支線和莆田支線。媽祖支線設計流量2.34m3/s,管徑1400mm,總長51.41km,沿途經過7個鄉鎮至莆田市湄洲灣北岸媽祖對臺貿易城。莆田支線設計流量1.26m3/s,管徑1000mm,總長24.75km,沿途經過華亭鎮至新度工業園區。工程為重力流輸水,管材主要采用新興管材預應力鋼筒混凝土管(簡稱PCCP管),設計工作壓力為1.2MPa、1.4MPa、1.6MPa三種,比較國內其他大型調水工程,工作壓力之高為國內少見。
汽蝕的直接原因是管道流體因阻力的突變產生了閃蒸及空化。閥門調壓調流通過可移動的閥瓣與不動的閥座間形成的節流窗口大小改變阻力特性。當阻力突變時,極易產生汽蝕現象。流體經節流孔時,由于流量不變,過水斷面變小,致使流速突然增加。根據流體能量守恒定律,流速增加,靜壓力驟然下降,節流孔處的壓力降到流體的飽和蒸汽壓時,部分液體汽化為氣體,氣泡在流束中形成。當
氣動調節閥出口壓力仍低于飽和蒸汽壓時,氣泡將保持在閥后,形成氣液兩相共存的現象,即“閃蒸”。產生閃蒸后,流體節流孔后隨著過水斷面的增大,流速相應減小,氣動活塞切斷閘板閥后壓力急驟上升。當閥后壓力恢復到高于液體飽和蒸汽壓時,壓力壓縮閃蒸產生的氣泡由圓形變為橢圓形,隨后達到臨界尺寸的氣泡上游表面開始變平,然后突然爆裂,此過程稱為“空化”。所有的能量集中在破裂點上,產生巨大的沖擊力,沖撞在閥瓣、閥座和閥體上,使其表面產生塑性變形,形成一個個粗糙的蜂窩渣孔,這便是氣蝕形成的過程。
對于長距離重力流輸水管道,在水源水位變化較大、工作壓力較高的情況下,通過分析計算汽蝕系數,一般都要設置調壓調流閥。隨著越來越多長距離調水工程的建成,調壓調流閥的運用將越來越廣泛。根據
電動調節閥各種工程工況要求,從特性、流通能力、汽蝕系數等技術參數分析計算,從適用性、先進性、造價等方面綜合比較,合理選擇調壓調流閥,氣動O型切斷球閥對確保輸水管道安全、穩定、高效運行具有重要意義。