油液在線監測相關百科：減壓閥的基本原理介紹及優缺點

 

 

減壓閥是通過調節，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質本身的能量，使出口壓力自動保持穩定的閥門。從流體力學的觀點看，減壓閥是一個局部阻力可以變化的節流元件，即通過改變節流面積，使流速及流體的動能改變，造成不同的壓力損失，從而達到減壓的目的。然后依靠控制與調節系統的調節，使閥后壓力的波動與彈簧力相平衡，使閥后壓力在一定的誤差范圍內保持恒定。

 

 

基本介紹

 

 

 

性能

 

(1)調壓范圍：它是指減壓閥輸出壓力P2的可調范圍，在此范圍內要求達到規定的精度。調壓范圍主要與調壓彈簧的剛度有關。

 

(2)壓力特性：它是指流量g為定值時，因輸入壓力波動而引起輸出壓力波動的特性。輸出壓力波動越小，減壓閥的特性越好。輸出壓力必須低于輸入壓力—定值才基本上不隨輸入壓力變化而變化。

 

(3)流量特性：它是指輸入壓力—定時，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的持性。當流量g發生變化時，輸出壓力的變化越小越好。一般輸出壓力越低，它隨輸出流量的變化波動就越小。

 

它可將閥前管路較高的液體壓力減少至閥后管路所需的水平。這里的傳輸介質主要是水。減壓閥廣泛用于高層建筑、城市給水管網水壓過高的區域、礦井及其他場合，以保證給水系統中各用水點獲得適當的服務水壓和流量。鑒于水的漏失率和浪費程度幾乎同給水系統的水壓大小成正比，因此減壓閥具有改善系統運行工況和潛在節水作用，據統計其節水效果約為30%。

 

1、關閉減壓閥前的閘閥，開啟減壓閥后的閘閥，制造下游低壓環境；

 

2、將調節螺釘

 

 

減壓閥

 

按逆時針旋轉至最上位置（相對最低出口壓力），然后關閉減壓閥后閘閥；

 

 

3、慢慢開啟減壓閥前的閘閥至全開；

 

4、順時針慢慢旋轉調節螺釘，將出口壓力調至所需要的壓力（以閥后表壓為準）；調整好后，將鎖緊

 

螺母鎖緊，打開減壓閥后閘閥；

 

5、如在調整時出口壓力高于設定壓力，須從第一步開始重新調整，即只能從低壓向高壓調。

 

原理

 

作用原理：減壓閥的是靠閥內流道對水流的局部阻力降低水壓，水壓降的范圍由連接閥瓣的薄膜或活塞兩側的進出口水壓差自動調節。定比減壓原理是利用閥體中浮動活塞的水壓比控制，進出口端減壓比與進出口側活塞面積比成反比。這種減壓閥工作平穩無振動；閥體內無彈簧，故無彈簧銹蝕、金屬疲勞失效之慮；密封性能良好不滲漏，因而既減動壓（水流動時）又減靜壓（流量為0時）；特別是在減壓的同時不影響水流量。

 

工作原理：減壓閥是采用控制閥體內的啟閉件的開度來調節介質的流量，將介質的壓力降低，同時借助閥后壓力的作用調節啟閉件的開度，使閥后壓力保持在一定范圍內，并在閥體內或閥后噴入冷卻水，將介質的溫度降低，這種閥門稱為減壓減溫閥。減壓閥快易優自動化選型有收錄。該閥的特點，是在進口壓力不斷變化的情況下，保持出口壓力和溫度值在一定的范圍內。

 

優點

 

水流通過減壓閥雖有很大的水頭損失，但由于減少了水的浪費并使系統流量分布合理、改善了系統布局與工況，因此總體上講仍是節能的。介質為蒸汽的場合，宜選用先導活塞式減壓閥或先導波紋管式減壓閥。為了操作、調整和維修的方便，減壓閥一般應安裝在水平管道上。

 

主要應用

 

經過組合式減壓閥減壓后的流體通過濾水器過濾后，再通過水力控制閥進入各個用水點。如果管道超壓，泄壓閥會充分打開并及時泄壓。

 

1、組合式減壓閥在確保機組用水量的前提下，為閥后用水點提供穩定可靠的低壓冷卻水。其減壓比最大可達12:1。組合式減壓閥上裝備的反沖排污系統可以適用較差介質，安全鎖定系統則可以確保在系統遭受嚴重損壞時出口端壓力仍保持低壓。

 

2、技術供水系統上安裝的濾水器，可以為機組提供清潔水源，以防雜質進入機組造成損壞。濾水器如果安裝在組合式減壓閥之后，用戶可以選擇較小壓力級別的濾水器，但是過多的雜質會影響到減壓閥性能的穩定發揮。

 

3、技術供水系統上的水力控制閥可以通過快速開啟和緩慢關閉達到截斷管道介質流動及消除管道水錘壓力的目的。性能良好的水力控制閥在開啟和關閉的同時可以進行反沖排污，確保工況時不卡阻。

 

4、技術供水系統上的泄壓閥能準確地保持管道的安全壓力，一旦管道超過整定壓力，泄壓閥會充分打開并及時泄壓。性能良好的泄壓閥除了具有反饋系統外，也帶有強制開啟手柄，在萬一的故障時可切換反饋系統或直接手動排放。

 

 

分類

 

概述

 

減壓閥按結構形式可分為薄膜式、彈簧薄膜式、活塞式、杠桿式和波紋管式；按閥座數目可人為單座式和雙座式；按閥瓣的位置不同可分為正作用式和反作用式。先導式減壓閥當減壓閥的輸出壓力較高或通徑較大時，用調壓彈簧直接調壓，則彈簧剛度必然過大，流量變化時，輸出壓力波動較大，閥的結構尺寸也將增大。為了克服這些缺點，可采用先導式減壓閥。先導式減壓閥的工作原理與直動式的基本相同。先導式減壓閥所用的調壓氣體，是由小型的直動式減壓閥供給的。若把小型直動式減壓閥裝在閥體內部，則稱為內部先導式減壓閥；若將小型直動式減壓閥裝在主閥體外部，則稱為外部先導式減壓閥。

 

組合式減壓閥

 

組合式減壓閥是專為復雜工況下運行的供水系統量身設計的減壓設備，由出口壓力鎖定系統，反饋統，和主閥閥體組成。組合式減壓閥與常規減壓閥的區別在于：

 

1、反饋系統互為備用可供不停機檢修；

 

2、反沖排污系統可適用更多不佳水質；

 

3、出口壓力鎖定系統可以鎖定出口壓力上限；

 

4、減壓比最大值可達到12:1，最高應用水頭320米（井岡沖水電站）

 

5、最大過流量超過5000m3/h，最大應用單機800MW（向家壩水電站）

 

外形結構：

 

1–安全拉桿

 

2–安全鎖定螺母

 

3–調節扳桿

 

4–起吊螺母

 

5–鎖緊螺母

 

6–壓力導管

 

7–閥蓋

 

8–射流泵

 

9–三通轉換閥

 

10–控制閥

 

11–排污閥（排放水中雜質．自動排污型為電磁閥）

 

12–出口壓力鎖定閥

 

13–閥體

 

內部結構：

 

1、組合式減壓閥自動調節原理：

 

組合式減壓閥是一種在復雜多變的工況下亦可利用水壓進行自我調節的減壓閥穩壓閥，在進口壓力和流量產生變化的時候保持出口的壓力和流量穩定。其完全實現自力控制，調試簡單，運行可靠。

 

2、組合式減壓閥的雙反饋切換原理：

 

組合式減壓閥的反饋系統是根據減壓閥出口壓力的變化信號來控制過流面積（節流錐開度）的獨立系統。減壓閥裝備有互為備用的雙反饋系統，啟用A系統即停用B系統的運行模式可以達到減壓閥不停機檢修的目的。

 

3、 組合式減壓閥反沖排污工作原理：

 

水電站的運行工況比較復雜，尤其水質的好壞直接關系到設備的安全運行。針對泥沙含量較大的水電站，除了在減壓閥的過流位置采用不銹鋼材質并堆焊鎳基合金防磨蝕外，減壓閥的反沖排污裝置亦能有效地防止反饋控制系統的堵塞，使減壓閥在多泥沙雜物的水質中保持良好的工況。（反沖排污系統標配為手動控制，根據水質實際情況把握反沖排污頻率，或直接采用PLC自動反沖排污裝置。）

 

4、組合式減壓閥出口壓力鎖定工作原理：

 

每一臺合格的減壓閥閥體均經受了超過60分鐘的1.5倍強壓實驗，徹底杜絕閥體缺陷，即使歷經十余年的連續運行也不會出現破裂漏水等故障。 出口壓力內鎖定裝置是為防止反饋系統遭受意外損壞后，在主活塞下方失壓時，保持出口壓力P2值安全的剛性保護裝置。

 

作用式減壓閥

 

最簡單的減壓閥，直接作用式減壓閥，帶有平膜片或波紋管。因為它是獨立結構，因此無需在下游安裝外部傳感線。它是三種減壓閥中體積最小、使用最經濟的一種，專為中低流量設計。直接作用式減壓閥的精確度通常為下游設定點的+/-10%。

 

活塞式減壓閥

 

該類型的減壓閥集兩種閥―導閥和主閥―于一體。導閥的設計與直接作用式減壓閥類似。來自導閥的排氣壓力作用在活塞上，使活塞打開主閥。如果主閥較大，無法直接打開時，這種設計就會利用入口壓力打開主閥。因此，這種類型的減壓閥，與直接作用式減壓閥相比，在相同的管道尺寸下，容量和精確度（+/-5%）更高。與直接作用式減壓閥相同的是，減壓閥內部感知壓力，無須外部安裝傳感線。

 

薄膜式減壓閥

 

在這種類型的減壓閥中，雙膜片代替了內導式減壓閥中的活塞。這個增大的膜片面積能夠打開更大的主閥，并且在相同的管道尺寸下，其容量比內導式活塞減壓閥更大。另外，膜片對壓力變化更為敏感，精確度可達+/-1%。精確性更高是由于下游傳感線的定位（閥的外部），其所在位置氣體或液體動蕩更少。該減壓閥非常靈活，可以采用不同類型的導閥（例如壓力閥、溫度閥、空氣裝載閥、電磁閥或幾種閥同時配套適用）。

 

直動式減壓閥

 

直動式減壓閥所示為直動式帶溢流閥的減壓閥(簡稱溢流減壓閥)的結構圖。

 

溢流減壓閥是靠進氣口的節流作用減壓，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用穩壓；調節彈簧即可使輸出壓力在一定范圍內改變。為防止以上溢流式減壓閥徘出少量氣體對周圍環境的污染，可采用不帶溢流閥的減壓閥(即普通減壓閥)。

 

 

先導式減壓閥

 

內部先導式減壓閥當減壓閥的輸出壓力較高或通徑較大時，用調壓彈簧直接調壓，則彈簧剛度必然過大，流量變化時，輸出壓力波動較大，閥的結構尺寸也將增大。為了克服這些缺點，可采用先導式減壓閥。先導式減壓閥的工作原理與直動式的基本相同。先導式減壓閥所用的調壓氣體，是由小型的直動式減壓閥供給的。若把小型直動式減壓閥裝在閥體內部，則稱為內部先導式減壓閥；若將小型直動式減壓閥裝在主閥體外部，則稱為外部先導式減壓閥。與直動式減壓閥相比，增加了由噴嘴4、擋板3、固定節流孔9及氣室B所組成的噴嘴擋板放大環節。當噴嘴與擋板之間的距離發生微小變化時，就會使B室中的壓力發生根明顯的變化，從而引起膜片10有較大的位移，去控制閥芯6的上下移動，使進氣閥口8開大或關小、提高了對閥芯控制的靈敏度，即提高了穩壓精度。

 

在主閥體外部還有一個小型直動式減壓閥由它來控制主閥。此類閥適于通徑在20mm以上，遠距離(30m以內)、高處、危險處、調壓困難的場合。

 

選用標準

 

標準一 在給定的彈簧壓力級范圍內，使出口壓力在最大值與

 

減壓閥

 

最小值之間能連續調整，不得有卡阻和異常振動；

 

標準二 對于軟密封的減壓閥，在規定的時間內不得有滲漏；對于金屬密封的減壓閥，其滲漏量應不大于最大流量的0.5%；

 

標準三 出口流量變化時,直接作用式的出口壓力偏差值不大于20%,先導式不大于10%；

 

標準四 進口壓力變化時，直接作用式的出口壓力偏差不大于10%，先導式的不大于5%；

 

標準五 通常，減壓閥的閥后壓力應小于閥前壓力的0.5倍；

 

標準六 減壓閥的應用范圍很廣，在蒸汽、壓縮空氣、工業用氣、水、油和許多其他液體介質的設備和管路上均可使用，介質流經減壓閥出口處的量，一般用質量流量或體積流量表示；

 

標準七 波紋管直接作用式減壓閥適用于低壓、中小口徑的蒸汽介質；

 

標準八 薄膜直接作用式減壓閥適用于中低壓、中小口徑的空氣、水介質；

 

標準九 先導活塞式減壓閥，適用于各種壓力、各種口徑、各種溫度的蒸汽、空氣和水介質，若用不銹耐酸鋼制造，可適用于各種腐蝕性介質；

 

標準十 先導波紋管式減壓閥，適用于低壓、中小口徑的蒸汽、空氣等介質；

 

標準十一 先導薄膜式減壓閥，適用于低壓、中壓、中小口徑的蒸汽或水等介質；

 

標準十二 減壓閥進口壓力的波動應控制在進口壓力給定值的80%～105%，如超過該范圍，減壓前期的性能會受影響；

 

標準十三 通常減壓閥的閥后壓力應小于閥前壓力的0.5倍；

 

標準十四 減壓閥的每一檔彈簧只在一定的出口壓力范圍內適用，超出范圍應更換彈簧；

 

標準十五 在介質工作溫度比較高的場合，一般選用先導活塞式減壓閥或先導波紋管式減壓閥；

 

標準十六 介質為空氣或水（液體）的場合，一般宜選用直接作用薄膜式減壓閥或先導薄膜式減壓閥；

 

標準十七 介質為蒸汽的場合，宜選用先導活塞式或先導波紋管式減壓閥；

 

標準十八 為了操作、調整和維修的方便，減壓閥一般應安裝在水平管道上。