水 电 站 多 用 途 调 压 阀 应 用
Application of M ulti—purpose Pressure Regulating Valve in Hydropower Station
吴现 。，张跃 忠
(1．上海勘测设计研究院有限公司，上海 200434；2．中国葛洲坝集团有限公司，湖北 宜昌443002)
WUXian ，ZHANGYue-zhong
(1．ShanghaiInvestigation，Design&ResearchInstituteCo．Ltd．，Shanghai 200434，China；
2．ChinaGezhoubaGroupCo．Ltd．，Yichang 443002，China)
【摘 要】通过一具体工程，系统地介绍了在没有条件设置调压井的低水头小型水电站，采用电磁换向阀控制的多用途调
压阀，用于替代调压井以及兼做灌溉阀和安全泄压阀的应用，并附有相关的选择计算，可为类似电站调压阀的应用提供参
考。
【Abstract]Based on a specific project，this paper systematically introduces a multi-purpose Pressure Regulating Valve(PRV)
controlled by solenoid directional control valve to be adopted for replacing ofsurge shaft and also adopted as irrigation valve and safe
reliefvalveinalow—head small—scalehydropowerstationwithoutconditionalto set surge shaft．Thepaperalso carriesouttherelevant
selectioncalculation．ItcanprovideareferencefortheapplicationofPRVinasimilarpowerstation。
【关键词】水电站；调压阀；灌溉阀；安全泄压阀；选型；计算
[Keywordz]hydropowerstation；pressureregulating~,alve；irrigationvalve；safereliefvalve；selection；calculation
【中图分类号]TV732~7；TV131．4 【文献标志码】B 【文章编号】1007—9467(2017)12-0091-031 ：
[DOll10．13616／j．cnki．gcjsysj．2017．12．027
1 问 题 的 提 出
国外某小型水电站 ，引水钢管相对较长，根据计算该系统
需要设置调压井，由于电站所在地地势平缓，没有条件设置 ，
为满足电站的安全稳定运行，考虑在蜗壳进口设置调压阀。又
由于该电站还兼顾着灌溉任务，在机组不运行时需要放水灌
溉，为此，电站需要设置专门的灌溉阀，工程投资增加，而业主
又不愿意追加投资，经过多方协商，确定采用电磁换向阀控制
的调压阀替代灌溉阀运行。由于该阀门的控制不是采用传统
的由调速器控制，在极端情况下，可能也会出现调压阀拒动导
致蜗壳进 口压力异常上升，因此，要求该阀还应具有安全泄压
(溢流阀)功能。故此，称该阀为多用途调压阀，它同时具有调
压井 、灌溉放水和溢流阀的 3种功能。根据合同的要求，机组
转速上升率不大于 50％、水压上升率不大于 17％。
【作者简介】吴现(1964～)，男，安徽濉溪人，高级工程师，从事水利
水电工程设计研究。
2 电 站 基 本 参 数
电站最大水头 38m，额定水头 34m，最小水头 25m，额定
出力 1 850kW，最大出力 2090．0kW，额定流量 6．0m3／s，机组额
定转速 428．57r／min，飞逸转速 926ffmin，机组台数 2台 ，总流
量 12m ／s，机组转动惯量 14．0t·rn 。
电站引水系统的ZLv(管段长度与管内水流速度的乘积)
约为 1 860mE／s，管道总长约 613m，管道平均流速约 3．03rrgs，
取水击波传播速度 1 000m／s，nw(管道特性常数)约为 4．06，水
锤相 为 1．23s，机组惯眭时间常数 为 3．37s。
3 作 为 调 压 阀 使 用
3．1导 叶快 关 闭时 间
由于采用了电磁换向阀控制的调压阀，在调压阀正常动
作的情况下，当电站 2台机组同时甩负荷时，应保证压力钢管
末端压力上升不大于17％，机组转速 升刁 于5o％(合同要拘。
计算机组相对转速上升的可用式(1)计算_1]：
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式中，口为相对转速上升，取 50％； 为机组惯性时间常数 ，为
3．37s； 为调节滞后时间，取 0．2s； 为导水机构直线关闭时
间； 为考虑水锤压力影响的系数，由式 1+leg(1增 】计算，
为相对压力上升取 17％，则 为 1．157。c为考虑水轮机飞逸
特性影响的系数 ，由式 1／[1斗 ／(n／n，一1)】计算， 由式[1+
(2 ’)／ 。s-1计算，嘶为飞逸转速 926r／min 为额定转速
428．57r／min。
将 、 、 、 和 c代入式 (1)，则可得到一个一元二次方
程 ，解该方程可得 T ’=5．64s，考虑到调节滞后时间为 0．2s，则
导叶的总关闭时间为 5．84s。
3．2 导叶 慢关 闭时 间
为保证当电站 2台机组同时甩负荷时，保证蜗壳尾端压
力上升不大于 17％，则导叶的关闭时间 由式 ~,LV／(o'gHo)计
算 ，式中 ， 由 ‰ ／(1增 ]计算 ，ELF为 1 860m／$2,g为
9．81m／s ，H。为 38m，则 为 31．74 s，考虑到调节滞后时间为
O．2s，则导叶的总慢关闭时间为 3 1．94s。
3．3 导叶 快速 关闭和 慢速 关闭 时间 曲线
根据上述计算，可绘制出导叶快速关闭和慢速关闭时间
曲线 ，如图 1
水电站多用途调压阀应用（论文）.pdf
