先导活塞式减压阀与膜片差压式减压阀对比

ZJY46H型活塞式减压阀与差压膜片式减压阀性能对比

湘潭中基电站辅机制造有限公司

主题词：活塞式减压阀、差压膜片式减压阀、结构对比、工作原理、性能、减压比、工作噪音、两级减压

1、结构

1.1、ZJY46H型活塞式减压阀

ZJY46H型活塞式减压阀由主阀和反馈系统组成。

主阀由内锁定安全拉杆、主弹簧、活塞、缸、阀杆、节流锥组成。反馈系统由活塞式控制阀和射流泵组成。为保证减压阀工况的连续性，反馈系统为两套，互为备用。减压阀的自我安全保护为内锁定安全拉杆和反馈系统的反冲污。

（图二）

（图一）

1.2、差压膜片式减压阀

某进口差压膜片式减压阀由主阀和反馈系统组成。

主阀主要由膜片、阀杆、阀盘、导向爪组成。

反馈系统由膜片式控制阀组成。

2、工作原理

2.1、ZJY46H 型活塞式减压

阀

如图三所示：P 1是高压、

P 2是低压。当系统充水时，经

反馈系统控制阀的自动调节

由主弹簧和活塞下方形成压

力的平衡，从而使主阀节流锥

形成一个合适于P 2的环形过

流面积，水流自上而下顺阀杆

形成稳定的环形出流。

当P 1压力或P 2流量改变

时，反馈系统控制阀相应改变活塞下方压力参数，并由射流泵修正，从而改变节流锥的环形过流面积，从而

使P 2值稳定。

(图三) (图四)

内锁定系统形成对P 2值

的保护；反冲排污形成对控制

阀的保护；双反馈系统形成控

制系统的互为备用。

2.2、差压膜片式减压阀

如图四所示：P 1是高压、

P 2是低压。当系统充水时，经

反馈系统控制阀的自动调节

在膜片的上下方形成差压，从而使主阀盘形成一个合适于P2的过流面积，由于结构和导向爪的原因，水流自下而上冲击阀盘形成多孔出流，从而得到一个低压的P2值。

该阀无自我保护装置。

当P1压力或P2流量改变时，膜片式导阀相应改变活塞下方压力参数，并由射流泵修正，从而改变膜片的上下方的差压，导致阀盘相应面积的改变，从而使P2值稳定。

3、性能对比

减压阀的性能主要是指压力特性和流量特性。要求当进口压力P1值变化或者流量变化时，要求P2值不变。

（图五）

（图六）

从图五和图六的结构分析，活塞式减压阀自动调节只改变活塞下方的压力，上方由主弹簧自动适应，自动调节速度快、灵敏；差压膜片式减压阀则要同时改变膜片上下方的压力，自动调节速度慢、且容易出现P2的波动。

3、减压比

从图五和图六看出：活塞式减压阀只要主弹簧的刚度足够，就能有效地与下

方的水压形成平衡，可以得到较大的减压比。水电站应用实例中最高的减压比为12:1。

从差压膜片式减压阀的结构看，减压比越大，膜片上下的差压越大，由于橡胶膜片强度原因不能形成较高的减压比。同时，因过流面的多孔出流和水流方向的冲击，在高减压比时产生高噪音和振动。所以最大减压比不能超过12:1。

4、机械结构性能

（图七）

（图八）

从上图可以看出，差压膜片式减压阀的支撑点单调，当大流量和工况频繁调节时阀盘易振动，从而容易引起过流部件的损坏。四川的紫坪铺电站就出过类似的故障。

5、噪音

减压阀的噪声源大体上可以分为如下3大类： 1、减压阀的零部件由于机械振

动而产生噪声； 2、流体动力学噪声。

5.1、机械噪音

减小机械振动噪声的主要措施是：减压阀阀腔形状和减压面积的合理形状，合理地设计活动部件的公差配合、机械加工精度、活动零件的刚性，正确地选用材料等。从图七和图八分析，活塞式减压阀无论是零部件还是整体结构明显优于差压膜片式减压阀。

5.2、流体动力学噪音

无论活塞式减压阀还是差压膜片式减压阀都不同程度地存在紊流噪音和汽蚀噪音。而减小减压阀流体噪音关键在于合理的过流面的几何形状及水流流向的合理性。

从图七和图八分析：活塞式减压阀过流为环形、水流方向是自上而下的顺流、出流腔为半椭圆形。这就有效减少了流体动力学噪音产生的因素。而差压膜片式减压阀过流为多孔出流、水流方向是自下而上的冲击阀盘形式、出流腔为不规则的几何体，其运行噪音大也就不难解释了。

在电站运行中，在大流量的工况下，活塞式减压阀在5:1减压比时噪音一般≤70分贝。

6、关于机组自流减压技术供水的两级减压问题

由于差压膜片式减压阀的不能适应大于3:1的减压比，所以在实际应用中出现了两级减压的现象，如图九所示：

（图九）

Y1为水力控制阀，Y2为差压膜片式减压阀。由Y1控制过流面积，形成一级减压，一级减压后再由Y2差压膜片式减压阀进行二级减压。Y1实际上是起了一个减小管道截面积的调节阀作用。如果进口压力为1.6MPa, Y1作2:1的减压比；Y2再作2:1的减压比，这样经两级减压后P2值为0.4MPa。

这种两级减压的方式从表面上看满足了系统要求，实际上却忽略了以下的要点：

6.1、以牺牲管道过流面积为代价，减小了机组技术供水系统最大流量的要求。当特殊工况下需要一台减压阀供两台机的冷却水量时，减压阀的流量会达不到要求。

6.2、在Y1和Y2之间必须加装一个安全泄压阀，这样就增加了安装面积和空间及增加成本。

6.3、Y1作为一种比例式减压，形成了一个新的噪音源，对厂房的减噪不利。

6.4、增加了一个减压点就意味着增加了一个可能性故障发生点，于安全生产不利。

6.5、增加了设备维护工作量。

7、ZJY46H型先导全活塞式减压阀已经经国家技术监督局相关机构进行了检测，各项性能指标均满足GB12244-2006；GB12245-2006要求。至目前为止，我国市场上的膜片差压式减压阀均未进行过此项检测。