SMC減壓閥分區減壓站總體設計同靜態特性分析

    SMC減壓閥分區減壓站總體設計同靜態特性分析
    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境影響易損壞或失效，因此需根據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(現場僅需提供符合減壓站尺寸的土坑即可)等特點，現場布置。
    SMC減壓閥系統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)井室內所有設備統一供電，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；如果外圍為土或結露，要求站內有鋼板等材料支撐。
    SMC減壓閥態特性分析
    SMC減壓閥特性分為靜態特性和動態特性。靜態特性包括調壓范圍和穩定性。
    SMC減壓閥輸出壓力滿足規定的穩壓精度的可調節范圍。穩定性指減壓閥處于穩定工作狀態下，輸出壓力的波動程度。為獲得優的靜態特性，需對減壓閥調壓范圍和穩定性的影響因素進行分析。
    1調壓范圍分析
    在其他結構參數固定的情況下，調壓范圍主要依靠選擇合適的調壓彈簧來確定。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，輸出壓力能達到規定精度(5%)的調壓范圍。經仿真試驗，不同調壓彈簧剛度下，規定精度內的調壓范圍。
    2穩定性分析
    SMC減壓閥的穩定性可由穩態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，節省成本。穩態下，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主閥膜片的疲勞損傷，從而延長膜片使用壽命。據，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，為后續結構參數優化和疲勞分析提供依據。
    SMC減壓閥的應用范圍較為廣泛，在蒸汽、壓縮空氣、工業用氣、水、由和曉許多其它液體介質的設備和管路上均可使用。介質流徑減壓閥出口出的量，一般用質量流量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。根據減壓閥的機構還可分為：
    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、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，易產生卡住或漏汽現象，影響它的靈敏度。盡管如此，這種機構的減壓閥仍使用很廣，特別是當介質溫度較高時，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、空氣等介質也可選用。
    其二、供水管網壓力管理研究現狀
    供水管網的壓力與管網漏損、爆管率相關，是供水用戶與供水企業都關注的指標。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；對于企業來說，供水壓力帶來的一系列問題直接影響企業的經濟效益。為了管網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，管網閥門的布置優化和管網壓力的合理調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容。