之前介紹自力式壓力調節閥在化工行業應用，現在介紹先導式水擊泄壓閥工作原理介紹了先導式水擊泄壓閥的結構特點和工作原理，論述了閥門動作特性和流量特性的試驗方法和結果。
1、概述
在油品的長輸管道中突然停泵、開關閥門過快或機組轉速變化等，均會引起管道中油流的驟變，這種變化產生一種壓力波，在管線中迅速傳遞，產生水擊。國內外長輸管道的發展趨勢是管道網絡化和密閉輸送，這就使長輸管道水力系統更復雜，更容易形成水擊。當管道中發生水擊，并且壓力峰達到水擊泄壓閥的設定值時，水擊泄壓閥快速開啟，部分油品泄入到泄壓罐。由于水擊泄壓閥的開啟使管路中液體的體積發生了變化，液體的壓能得到釋放，使水擊壓力波的強度得到減弱，因此起到了保護管道和設備安全的目的。水擊泄壓閥以非直接作用式為主，其中先導式水擊泄壓閥( 以下簡稱泄壓閥) 相比于其他控制類型的水擊泄壓閥，具有流通能力強、反應靈敏、無需外力控制和溫度適用范圍廣等優點。
2、先導式水擊泄壓閥工作原理工作原理
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥泄壓閥由主閥和導閥組成，導閥響應系統介質壓力自身動作從而控制主閥的開關動作。其導閥能夠快速響應入口壓力的變化，在管道內水擊波傳遞到閥前，系統壓力超過設定壓力值后，導閥迅速開啟，并控制主閥迅速打開。先導式水擊泄壓閥屬于自動泄壓閥，其驅動力為管道中的介質壓力。泄壓閥并聯安裝在受保護管線上，閥門上游一側與受保護的管線相連通，下游一側與泄放管線相連( 圖1) 。1. 主閥2. 導閥3. 遠程壓力管圖1 泄壓閥安裝方式
泄壓閥( 圖2) 的主閥本體是軸流式的，整體分為主閥入口、主閥內腔氣室和主閥出口3 部分。取壓點設在水擊泄壓閥的上游管線上，上游管道中的壓力通過遠程壓力管進入導閥，導閥通過壓力管分別與主閥內腔氣室和主閥出口相連。1. 閥體2. 閥瓣3. 彈簧4. 固定套5. 導套6. 密封件7. 閥座8. 過濾器9. 導閥10. 壓力管圖2 泄壓閥
在正常工作狀態下，上游管道中的壓力進入導閥，通過氣室壓力管進入主閥內腔氣室，主閥閥瓣在系統壓力的作用下與密封件接觸，從而保持關閉。當管道中產生水擊時，上游管道壓力超過設定壓力，導閥動作，切斷主閥內腔與上游系統壓力的連通，泄放主閥內腔壓力到主閥出口。主閥內腔失去介質力的作用，閥瓣左移，主閥開啟，迅速泄放部分介質，消減水擊壓力峰，從而起到保護作用。隨著水擊泄放閥的開啟，水擊波的能量得到釋放。如果管道壓力降至水擊泄壓閥設定值以下，介質重新進入主閥內腔氣室，作用在主閥閥瓣上，主閥閥瓣右移，泄壓閥重新關閉，恢復到正常運行狀態。
3、先導式水擊泄壓閥工作原理結構特點
隨著長輸管線的發展，泄壓閥對泄放量的需求也越來越高，產品結構逐漸發展為具有高泄放能力，排放噪聲更小，結構緊湊的軸流式主閥。主閥內芯設計為橄欖形，與閥體配合形成合理的泄放流道，提供消除水擊所需的瞬間泄放量。泄壓閥通過導閥感受水擊壓力控制泄壓閥的開啟及關閉，為非直接作用式泄壓閥，主要控制功能均由導閥實現，因此導閥具備能夠快速響應入口壓力變化的能力。在管道內水擊波傳遞到閥前，系統壓力超過設定壓力值后，導閥迅速開啟，并控制主閥迅速打開。導閥應適用于液體介質，對主閥關閉過程緩慢控制，不會形成二次水擊。
泄壓閥工作介質一般為易燃易爆的油品，從環保及安全角度考慮，導閥不能排空，出口必須接入主閥出口。主閥出口與帶壓管線相連，可能存在背壓，因此導閥應具備承受背壓特性，確保水擊泄壓閥的設定壓力及動作性能不受背壓影響。 
4、先導式水擊泄壓閥工作原理性能試驗
為了對泄壓閥的動作特性及流量特性進行研究，進行了水擊動作試驗和流量試驗。
4.1、水擊動作
泄壓閥能夠迅速開啟，平穩關閉至關重要。為研究其動作特性，分別進行了在近泵端和近快關閥端的有或無泄壓閥的水擊試驗( 圖3) 。試驗介質水及其環境溫度為10 ～ 12℃。1. 水源2. 水泵3. 流量計4. 快關閥5. 水擊泄壓閥6. 快關閥7. 調節閥圖3 水擊試驗系統
分析試驗結果( 圖4、圖5) ，不使用泄壓閥保護試驗系統時，迅速關閉快關閥，系統壓力在極短時間內出現峰值，其值為系統正常運行壓力的3 倍以上。在高的壓力峰值后，系統壓力形成波形振蕩，其波動隨著時間的推移而逐漸衰減，4 ～ 5s 后系統中的壓力波動逐漸穩定。壓力波動穩定后，管線中持續壓力為原工作壓力的2 倍以上。使用泄壓閥時，由于泄壓閥的迅速響應，高壓力峰值顯著降低，并且在壓力峰值之后，壓力波動快速穩定，管線壓力降低到水擊泄壓閥的設定壓力值，遠低于無保護時的狀態。1. 無泄漏壓閥保護2. 有泄壓閥保護圖4 近快關閥端有/無泄壓閥保護時P2壓力曲線
在不同的安裝位置，泄壓閥都能夠迅速響應，快速消除水擊壓力峰值，保護管線。水擊工況下，泄壓閥動作性能穩定，密封良好，關閉平穩，無二次水擊現象( 表1) 。表1 泄壓閥動作性能1. 無泄漏壓閥保護2. 有泄壓閥保護圖5 近泵端有/無泄壓閥保護時P1壓力曲線
4.2、先導式水擊泄壓閥工作原理流通能力
泄壓閥需要較大的瞬時泄放量，因此對其流通能力具有一定的要求。泄壓閥使用額定流量系數CV衡量其流通能力。閥門的額定流量與CV值成
正比，CV值越大，閥門的額定流量越大。為保證流通能力滿足要求，進行全開度下額定流量系數的測量試驗( 圖6、圖7) 。1. 壓力源2. 試驗段前節流閥3. 溫度傳感器4. 流量傳感器5. 試驗樣閥6. 試驗段管路7. 試驗段后節流閥8. 壓力測點圖6 CV值試驗系統 依據流道結構終設計方案，對泄壓閥樣閥的全開狀態、不同壓力條件下的流動情況進行了CFD模擬，并獲得各對應工況下的流通能力( 即質量流量) 。通過仿真計算與試驗對比可知( 圖8) ，仿真結果與試驗數據基本吻合，與理論分析的趨勢也保持一致。圖7 泄壓閥實測CV值1. 模擬2. 試驗圖8 流量曲線計算結果和試驗結果對比 
5、先導式水擊泄壓閥工作原理結語
先導式水擊泄壓閥為自力式大泄放量的水擊泄壓閥，通過機械導閥感應管道壓力對主閥瓣的動作進行控制，實現迅速響應和準確開啟，安可靠地保護管道設備，廣泛的應用于長輸行業中。泄壓閥動作性能穩定，關閉平穩，無二次水擊現象產生，流通能力強，能夠提供足夠的消除水擊所需要的瞬間泄放量。與本文相關的論文：自力式煤氣調壓閥組
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