4  实例分析

给水管网中常见阀门为闸阀。对管径为DN150 、DN300 及DN400 的闸阀在图1 所示的实

验装置中分别进行实验, 将获得k -ζ的数学模型及由式(12)、(18)获得的固有流量调节强度数学模型与虚拟阀门流量调节强度数学模型列于表1 中。

表1 k -ζ、k -FG 与k -FH 数学表达式

DN 150 闸阀的k —Fg 特性曲线如图2 所示。

图2 闸阀k —Fg 特性曲线

以给水管网某一管段为例, 该管段管径为300mm, 长度为30m , λ为0 .03 , 管段上连接一同径闸阀。将此管段与闸阀看作是一个虚拟阀门, 阀门的权重系数为:

其中:a =0 .906 ;b =0 .8477 ;c =-2 .44

由上式可见, 若保持D 和λ不变, 同样阀门连接在长度为10m 的管段上时, W 值变大, 而连在50m 管段上时, W 值将变小, 这意味着同样阀门所形成的30m 管段虚拟阀门在整个给水管网中的流量调节能力弱于10m 管段虚拟阀门, 强于50m 管段虚拟阀门。10m 、30m、50m 和100m 管段虚拟阀门的特性k —FH 曲线见图3

图3  闸阀k -FH 特性曲线

表1 供油方案

从表1 中可见, 方案3 泵组供油量可从1500～ 6000kg/h 连续可调, 比其它方案供油量大幅度减少, 而且不论其它燃烧器燃油耗量如何变化, 始终可以保持燃烧器前燃油压力稳定, 回油量也大大减少, 节约了大量的能源和动力消耗。

4  结论

对上述节能技术的实际应用表明:在回油调节的基础上, 采用在供油泵出口设定压力、对回油

背压进行控制、在燃烧器前设置减压阀以及采用变量供油的节能工艺技术, 不仅能够降低能耗, 而且有助于系统供油稳定。

5  结论

(1)阀门的流量调节性能可用流量调节强度来衡量。实验证明, 不同管径闸阀固有流量调节

强度随相对开度的变化规律基本相同, 且当相对开度小于0 .5 时, 阀门的可调性较差, 大于0 .8时, 容易出现超调现象, 0 .5 ≤k ≤0 .8 为闸阀的最佳调节区域。

(2)管路系统“虚拟阀门”的建立及阀门“ 权重系数”概念的引入, 为量度给水管网系统中阀门的流量调节性能提供了可行的方法。

(3)阀门的最大流量调节能力取决于内部结构, 在给水管网系统每一运行工况下的实际调节

能力, 主要取决于阀门的权重系数。

(4)随着阀门权重系数减小, 虚拟阀门的最佳调节区域逐渐缩小, 在整个给水管网中的流量调节性能变得越差。若要达到同样的调节强度, 权重系数较小的虚拟阀门需要较大的相对开度。