SMC減壓閥分區(qū)減壓站總體設(shè)計(jì)同靜態(tài)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(mén)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(jìn)入有限操作空間而需要工具，同時(shí)還可避免在狹窄的空間工作。但地面安裝也存在兩點(diǎn)缺陷：1、這種安裝方式會(huì)占用很多空間，特別是大管徑的閥門(mén)安裝。2、減壓閥及相關(guān)設(shè)備受環(huán)境影響易損壞或失效，因此需根據(jù)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(nèi)各設(shè)備整合為一體的減壓站。該減壓站設(shè)計(jì)具有占地面積小、安裝方便(現(xiàn)場(chǎng)僅需提供符合減壓站尺寸的土坑即可)等特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)布置。
    SMC減壓閥系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)需采購(gòu)如下主要設(shè)備：
    SMC減壓閥計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)：
    (1)減壓站內(nèi)壁為一體式材料，所有線路通過(guò)布線套管連接設(shè)備，防止無(wú)意碰傷。根據(jù)固定顏色標(biāo)定各種線路，線路上需有編號(hào)及說(shuō)明。
    (2)如果旁通管旁通所有設(shè)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(shè)置單獨(dú)井室布置流量計(jì)或水表。
    (4)井室內(nèi)所有設(shè)備統(tǒng)一供電，可選擇電池、太陽(yáng)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(jì)量分區(qū)流量。
    (6)減壓閥前后應(yīng)設(shè)置檢修閥，也可考慮在站外設(shè)置井室。
    (7)減壓站內(nèi)管徑與減壓閥同徑，過(guò)檢修閥要有擴(kuò)徑柔性連接方式。
    (g)需根據(jù)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(shè)計(jì)強(qiáng)度可降低需求；如果外圍為土或結(jié)露，要求站內(nèi)有鋼板等材料支撐。
    SMC減壓閥態(tài)特性分析
    SMC減壓閥特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。靜態(tài)特性包括調(diào)壓范圍和穩(wěn)定性。
    SMC減壓閥輸出壓力滿足規(guī)定的穩(wěn)壓精度的可調(diào)節(jié)范圍。穩(wěn)定性指減壓閥處于穩(wěn)定工作狀態(tài)下，輸出壓力的波動(dòng)程度。為獲得優(yōu)的靜態(tài)特性，需對(duì)減壓閥調(diào)壓范圍和穩(wěn)定性的影響因素進(jìn)行分析。
    1調(diào)壓范圍分析
    在其他結(jié)構(gòu)參數(shù)固定的情況下，調(diào)壓范圍主要依靠選擇合適的調(diào)壓彈簧來(lái)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(diào)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(dá)到規(guī)定精度(5%)的調(diào)壓范圍。經(jīng)仿真試驗(yàn)，不同調(diào)壓彈簧剛度下，規(guī)定精度內(nèi)的調(diào)壓范圍。
    2穩(wěn)定性分析
    SMC減壓閥的穩(wěn)定性可由穩(wěn)態(tài)下輸出壓力的波動(dòng)頻率和波動(dòng)幅值來(lái)判斷。由于200X型先導(dǎo)式減壓閥出口壓力波動(dòng)的存在，在現(xiàn)行減壓閥安裝使用中，減壓閥與下游閥門(mén)之間需保留50倍管徑以上，以緩沖壓力波動(dòng)對(duì)下游設(shè)備的影響。故良的穩(wěn)定性，可以減少壓力波動(dòng)對(duì)設(shè)備的損壞，同時(shí)減少下游緩沖管道長(zhǎng)度，節(jié)省成本。穩(wěn)態(tài)下，輸出壓力波動(dòng)由主閥口上下運(yùn)動(dòng)引起，降低主閥上下運(yùn)動(dòng)頻率和幅值，可以降低單位時(shí)間內(nèi)主閥膜片的疲勞損傷，從而延長(zhǎng)膜片使用壽命。據(jù)，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(dǎo)控型減壓閥質(zhì)量，有對(duì)輸出壓力波動(dòng)頻率和幅值的影響因素進(jìn)行要深入研究，為后續(xù)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和疲勞分析提供依據(jù)。
    SMC減壓閥的應(yīng)用范圍較為廣泛，在蒸汽、壓縮空氣、工業(yè)用氣、水、由和曉許多其它液體介質(zhì)的設(shè)備和管路上均可使用。介質(zhì)流徑減壓閥出口出的量，一般用質(zhì)量流量qm（kg/s）或體積流量qv（m3/s）表示。
    2.減壓閥的種類(lèi)減壓閥的種類(lèi)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(lèi)。直接作用式減壓閥，即利用介質(zhì)本身的能量來(lái)控制所需的壓力。間接作用式減壓閥，即利用外界的動(dòng)力，如氣壓、液壓或電氣等來(lái)控制所需的壓力。這兩類(lèi)相比，前者機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，后者精度較高。目前，我國(guó)和使用的都是直接作用式減壓閥。根據(jù)減壓閥的機(jī)構(gòu)還可分為：
    1.活塞式減壓閥：它是通過(guò)活塞來(lái)平衡壓力，帶動(dòng)閥瓣動(dòng)力。如圖2-106所示。
    這類(lèi)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(yán)格，特別是活塞、活塞環(huán)、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(chǎn)生卡住或漏汽現(xiàn)象，影響它的靈敏度。盡管如此，這種機(jī)構(gòu)的減壓閥仍使用很廣，特別是當(dāng)介質(zhì)溫度較高時(shí)，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(duì)于水、空氣等介質(zhì)也可選用。
    其二、供水管網(wǎng)壓力管理研究現(xiàn)狀
    供水管網(wǎng)的壓力與管網(wǎng)漏損、爆管率相關(guān)，是供水用戶與供水企業(yè)都關(guān)注的指標(biāo)。對(duì)于自來(lái)水用戶來(lái)說(shuō)，供水壓力是表征供水質(zhì)量的直觀要素，供水壓力高低波動(dòng)會(huì)影響用戶的正常使用，這往往成為客戶投訴的主要原因；對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，供水壓力帶來(lái)的一系列問(wèn)題直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為了管網(wǎng)中壓力較低點(diǎn)的用戶的供水壓力，在確定泵房和分水口壓力時(shí)，常以壓力較低點(diǎn)(或稱(chēng)較不利點(diǎn))的壓力作為指標(biāo)。這樣存在兩個(gè)問(wèn)題：一是距離泵房或減壓閥近的點(diǎn)，供水壓力較高：二是當(dāng)夜間流量降低時(shí)，較不利點(diǎn)的壓力也會(huì)升高。因此，管網(wǎng)閥門(mén)的布置優(yōu)化和管網(wǎng)壓力的合理調(diào)度策略成為近年來(lái)相關(guān)人員學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用的主要內(nèi)容。