【摘要】隨著越來(lái)越多長(zhǎng)距離調(diào)水工程的建成和投入使用，調(diào)流閥的使用也會(huì)越來(lái)越廣泛，對(duì)于調(diào)流閥技術(shù)問(wèn)題的研究也將會(huì)越來(lái)越具有重要的意義，將調(diào)流閥的特性與工程的實(shí)際情況進(jìn)行有效的結(jié)合將會(huì)對(duì)長(zhǎng)距離輸水工程產(chǎn)生更加積極的促進(jìn)作用，文章以調(diào)流閥控制保護(hù)系統(tǒng)的工作原理為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)而分析了調(diào)流閥的控制方式及計(jì)算，最后根據(jù)實(shí)際情況對(duì)長(zhǎng)距離輸水工程調(diào)流閥控制技術(shù)進(jìn)行了探究。

【關(guān)鍵詞】長(zhǎng)距離輸水工程；調(diào)流閥；控制技術(shù)

1.前言

長(zhǎng)距離輸水過(guò)程中管內(nèi)壓力的穩(wěn)定以及水流量的恒定一直以來(lái)是困擾水利輸送單位的技術(shù)難題，為了有效解決這一技術(shù)難題，確保水管在長(zhǎng)距離輸水過(guò)程中能夠保持穩(wěn)定的管內(nèi)壓力和恒定的水流量，我國(guó)水利輸水工程采用了調(diào)流閥技術(shù)來(lái)解決這一難題。

2.調(diào)流閥控制保護(hù)系統(tǒng)的工作原理

調(diào)流閥控制保護(hù)系統(tǒng)由閥基電子設(shè)備（VBE）、晶閘管觸發(fā)監(jiān)測(cè)單元（TTM）、漏水檢測(cè)器和避雷器動(dòng)作指示器組成，其中VBE處于地電位，TTM、漏水檢測(cè)器和避雷器動(dòng)作指示器處于高電位。上層控制保護(hù)系統(tǒng)有換流器控制保護(hù)設(shè)備（CCP）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）和全球定位系統(tǒng)（GPS），VBE和CCP采用光纖傳輸各種控制信號(hào)，提高抗干擾能力；VBE和SCADA系統(tǒng)通過(guò)總線通信傳輸事件信息；GPS將時(shí)鐘信號(hào)傳輸給VBE。VBE和高電位設(shè)備采用光纖傳輸，提高抗干擾能力和保證絕緣強(qiáng)度。

3.調(diào)流閥的控制方式及計(jì)算

3.1 控制方式分為自動(dòng)控制和人工控制兩種方式。

3.1.1 自動(dòng)控制方式

開(kāi)停、流量調(diào)節(jié)不需人工干預(yù)，而由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)部程序計(jì)算結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行。此種模式只有在被控閥組處于“自動(dòng)控制方式”時(shí)才能實(shí)現(xiàn)；

3.1.2 人工控制方式

人工設(shè)定閥的開(kāi)度值，改變閥的開(kāi)度來(lái)改變流量。此種模式只有在被控閥組處于“人工控制方式”時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。

3.2 調(diào)流閥的計(jì)算

根據(jù)各配水支線需水量Q需和各約束邊界條件，通過(guò)恒定流程序計(jì)算各調(diào)流閥的開(kāi)度或選擇直通閥。

首先輸入以下參數(shù)：面臨時(shí)刻水庫(kù)水位H現(xiàn)、調(diào)流閥公稱(chēng)壓力等級(jí)PN、調(diào)閥直徑DN、調(diào)流閥出口型式、調(diào)流閥前壓力水頭H1、調(diào)流閥后壓力水頭H2、調(diào)流閥下游管道直徑、調(diào)流閥上游管道直徑、調(diào)流閥上游管道流阻系數(shù)ζ1、調(diào)流閥下游管道流阻系數(shù)ζ2、調(diào)流閥控制流量Q控。

將以上參數(shù)輸入VAG調(diào)流閥計(jì)算軟件，通過(guò)計(jì)算將得出開(kāi)度流量曲線、開(kāi)度流阻系數(shù)曲線、開(kāi)度過(guò)流系數(shù)曲線、開(kāi)度氣蝕系數(shù)曲線、開(kāi)度噪聲曲線。

通過(guò)以上曲線查得所需對(duì)應(yīng)流量及所需參數(shù)。

4.長(zhǎng)距離輸水工程調(diào)流閥控制技術(shù)

4.1 管道設(shè)置

在輸水管道內(nèi)設(shè)置調(diào)流閥前壓力、后壓力以及流量傳感器，在水流經(jīng)過(guò)調(diào)流閥時(shí)將瞬時(shí)準(zhǔn)確的壓力以及流量信號(hào)傳遞到控制室，控制室通過(guò)管內(nèi)實(shí)際壓力和流量的需要來(lái)控制調(diào)流閥的開(kāi)啟程度，確保水流在經(jīng)過(guò)調(diào)流閥時(shí)能夠盡量減少對(duì)于調(diào)流閥的沖擊作用。同時(shí)為了更好的獲得管道內(nèi)部穩(wěn)定的壓力狀態(tài)以及流量狀態(tài)，需要在輸水管道調(diào)流閥位置前端留出長(zhǎng)度為管道直徑3至5倍的長(zhǎng)度，閥后端留出5倍管道直徑以上的管長(zhǎng)。

4.2 設(shè)置進(jìn)人檢修口

長(zhǎng)距離輸水管使用的調(diào)流閥一般構(gòu)造都非常復(fù)雜，工況要求也十分嚴(yán)格，一旦輸水過(guò)程中水流中夾雜樹(shù)枝以及塑料等雜物，則閥體的出流孔就非常容易堵塞，因此就需要在調(diào)流閥前端或者是后端分別設(shè)置一臺(tái)蝶閥，蝶閥與調(diào)流閥之間的位置能夠進(jìn)人的檢修孔。蝶閥的作用是能夠在檢修的過(guò)程中切斷管內(nèi)的水流，同時(shí)蝶閥距離調(diào)流閥的長(zhǎng)度要滿足調(diào)流閥對(duì)于閥體前后管道長(zhǎng)度的要求。這樣的設(shè)置方式除了能夠有效的降低調(diào)流閥拆除修理的維修成本，同時(shí)又能夠有效的保證蝶閥與調(diào)流閥在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中免于氣蝕的威脅。

4.3 設(shè)置多臺(tái)調(diào)流閥并聯(lián)工作

多臺(tái)調(diào)流閥并聯(lián)工作能夠適應(yīng)流量變化范圍較廣的輸水管道，也能夠最大程度的確保輸水過(guò)程中的閥體的安全性和管道的穩(wěn)定性。根據(jù)輸水管道的實(shí)際要求確定調(diào)流閥并聯(lián)數(shù)量，選擇其中一臺(tái)作為備用閥，在多組并聯(lián)運(yùn)行的狀況下，當(dāng)水流流量一定時(shí)，通過(guò)控制室來(lái)控制閥體的開(kāi)啟數(shù)量，使得每一臺(tái)調(diào)流閥都能處于最佳的工作狀態(tài)，這樣不僅能夠有效的降低水流輸送過(guò)程中的噪音，同時(shí)還能夠有效的減少每臺(tái)閥體受到的氣蝕，延長(zhǎng)系統(tǒng)整體的運(yùn)行壽命。但是如果在輸水過(guò)程中水源水位低于設(shè)計(jì)允許的最低水位時(shí)，這個(gè)時(shí)候輸水系統(tǒng)不需要調(diào)流閥進(jìn)行管內(nèi)降壓，調(diào)流閥要保持最大的開(kāi)啟程度，保證管內(nèi)水流流速和流量。但是水流在經(jīng)過(guò)閥體的時(shí)候仍會(huì)有水頭損失，這時(shí)需要設(shè)置超越管超越調(diào)流閥，超越管段設(shè)置蝶閥。如果需要降壓時(shí)就要關(guān)閉超越管部分的蝶閥，讓水流重新進(jìn)入到主管道，經(jīng)過(guò)調(diào)流閥的降壓控制。

4.4 合理確定調(diào)流閥與穩(wěn)壓塔的位置關(guān)系

穩(wěn)壓塔的設(shè)置是為了保證輸水管道能夠在各種不同的管道運(yùn)行工況狀態(tài)下，整個(gè)管道輸水系統(tǒng)處于靜壓狀態(tài)下仍然保持預(yù)定的工作壓力，這種設(shè)置不僅能夠有效的保證輸水管道的正常運(yùn)作，同時(shí)還能夠有效的節(jié)省整個(gè)輸水系統(tǒng)的成本投入。但是由于地勢(shì)要求的原因，穩(wěn)壓塔一般設(shè)置在調(diào)流閥的下游段，這樣對(duì)于調(diào)流閥自身的基礎(chǔ)高度要求就會(huì)大大降低，從而也會(huì)相應(yīng)的降低穩(wěn)壓塔的建造成本。

5.結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)用長(zhǎng)距離管道進(jìn)行重力流輸水是目前水利輸水系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而解決好長(zhǎng)距離輸水過(guò)程中輸水管道內(nèi)壓力和水流量的問(wèn)題是促進(jìn)水利輸水系統(tǒng)發(fā)展的有效途徑，調(diào)流閥的使用有效的解決了這一技術(shù)難題，但是調(diào)流閥自身在使用的過(guò)程中也存在著一定的技術(shù)問(wèn)題，氣蝕問(wèn)題的解決將會(huì)在很大程度上促進(jìn)水利輸水系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李博.活塞式調(diào)流閥在大伙房水庫(kù)輸水工程中的應(yīng)用[J].科技傳播，2013（7）.

[2]周林虎，譚艷芳.長(zhǎng)距離輸水工程中調(diào)流閥精度控制[J].水利水電技術(shù)，2012（4）.

作者簡(jiǎn)介：周啟旺（1988-），男，助理工程師，本科學(xué)士，從事大型水利工程管理方面工作。