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自力平衡閥的工作原理及應用

2022-05-23 17:16:35

  自力平衡閥是一種具有自動調節功能,能使管網實現動態平衡的新型閥門。我們常用的有自力式流量平衡閥和自力式壓差平衡閥。

自力平衡閥的工作原理及應用

  (1)自力式流量平衡閥的作用是在閥的進出口壓差變化的情況下,維持通過閥門的流量恒定,從而維持與之串聯的被控對象(如一個環路、一個用戶、一臺設備等,下同)的流量恒定。

  自力式流量平衡閥從結構上說,是一個雙閥組合,即由一個手動調節閥組和自動平衡閥組組成(見圖1)。手動調節閥組的作用是設定流量,自動平衡閥組的作用是維持流量恒定。

  對于手動調節閥組來說,流量G=Kv■,式中Kv為手動調節閥閥口的流量系數,P2-P3為手動調節閥閥口兩側的壓差。Kv的大小取決于開度,開度固定,Kv即為常數,那么只要P2-P3不變,則流量G不變 。而P2-P3的恒定是由自動平衡閥組控制的。比如進出口壓差P1-P3增大,則通過感壓膜和彈簧的作用使自動平衡閥組關小,使P1-P2增大,從而維持P2-P3的恒定;反之P1-P3減小,則自動平衡閥組開大,使P1-P2減小,維持P2-P3的恒定。

  手動調節閥組的每一個開度對應一個流量,開度和流量的關系由試驗臺試驗標定,并配有開度的顯示和鎖定裝置。

  (2)自力式壓差平衡閥的作用是維持施加在被控對象上的壓差恒定。自力式壓差平衡閥按照安裝在供水管還是回水管上,分為供水式結構和回水式結構,二者不可互換使用。這種閥門由閥體、雙節流閥座、閥瓣、感壓膜、彈簧及壓差調整裝置組成。圖2為回水式結構示意圖,圖3a為其安裝位置示意圖。

  當網路的供回水壓差P1-P3增大,則感壓膜帶動閥瓣下移,使得P2-P3增大,從而維持P1-P2 (即施加于被控制環路的壓差)恒定;反之,P1-P3減小,則閥瓣上移, P2-P3減小,使 P1-P2不變。

  若P1-P3不變,而圖3a所示的環路內部阻力發生變化,比如某一支路關斷,則環路的總阻力增大,在這個瞬間P2減小, P1-P2 增大;但隨之感壓膜的受力平衡被打破,閥瓣下移,壓差平衡閥的阻力增大,從而使P2又回升到原來的大小,即P1-P2不變??梢?,無論是網路壓力出現波動,還是被控對象內部的阻力發生變化,自力式壓差平衡閥均可維持施加于被控對象的壓差恒定。

自力平衡閥的應用

  系統的運行調節采用集中量調節(比如水泵的變速調節等)時,不能采用自力式流量平衡閥和自力式壓差平衡閥。因為這種調節是通過改變水量實現的,因而調節時改變了系統的水力工況,所以若采用自力式平衡閥,勢必造成有的閥能正常工作,但系統流量過大(超過此時的熱負荷所對應的流量),有的閥全開仍達不到流量要求,有的閥因兩端壓差達不到啟動壓差而不能正常工作,即出現流量分配的混亂。顯然,由于自力式平衡閥的存在而造成了系統集中調節不能實現。這時若采用手動調節閥,則系統總流量增減時,各支路、各用戶的流量可以同比例增減,即系統的集中調節可以傳達至每一個末端裝置。

流量平衡閥和壓差平衡閥的應用

  當系統的運行調節為質調節時,可以采用自力式流量平衡閥和自力式壓差平衡閥,因為這種調節方式只改變供水溫度,而與系統的水力工況無關,即在不改變系統的水力工況的情況下,把調節傳達到每個用戶和設備。采用自力式流量平衡閥,可以吸收網路的壓力波動,維持被控負載的流量恒定。采用自力式壓差平衡閥可以吸收網路的壓力波動,以及克服內擾(被控環路內部的阻力變化),以維持施加于被控環路上壓差恒定。

自力式平衡閥應用須知

  當系統采用分階段改變流量的質調節時,雖然每個階段流量不變。但若采用自力式平衡閥,每個流量階段要對控制流量或控制壓差進行設定,給運行管理帶來很大不便,所以不宜采用。