先导式减压阀节流减压方式以及管理研究现状

(一)、减压阀节流减压方式
常规的减压方式是利用节流元器件使高压气体在动过程中产生摩擦而损耗一部分能量来实现的。管道中动的气体，在经过截面突然缩小的阀门、狭缝和孔口等装置时，发生不可逆的压力损失而使流体的压力降低，这种现象称为节流。在节流过程中，气流于外界交换的热量很少，可以认为是绝热的，故称为绝热节流。
减压阀是典型的采用节流减压方式的元件。先导式减压阀其作用主要是调节阀口的开度，控制通过阀口的流量来控制气压的变化，并保持降压后的压力稳定在需要的值上。减压阀按调节形式分为直动式和先导式。
直动式减压阀是利用手柄、旋钮或接卸直接调节调压弹簧，把力直接加在阀上来改变减压输出压力的。在使用的时候，预先给的开口量，气体由井口流道出口，出口的压力反馈到活塞地面，当作用在活塞地面的作用力与调节弹簧力和活塞上密封环的摩擦力之和相平衡时，减压阀便获得开度，而具有的出口压力。调节调压弹簧的与压缩量，便可改变出口压力的高低。先导式减压阀主要用于低压场合。
先导式减压阀的工作原理为：腔的压力上升，先导阀膜片7上的气压力升高，克服弹簧力，挡板6被推动，喷嘴5被关闭。腔气体通过固定节流孔20进入主阀膜片上腔，主阀膜片组件4下移，主阀阀芯芯3开启，阀有输出，此时主阀膜片下腔压力增加，与主膜片上腔压力相平衡；另外出口压力通过OUT侧通道进入反馈调节腔，与调压弹簧力相平衡，以维持出口压力不变。当外界有扰动，迫使阀出口的压力降低，主阀膜片下腔的压力随之降低，破坏了主阀膜片组的力平衡，主阀膜片组向下运动；主阀膜片上腔的体积增大，气体膨胀，压力降低，先导阀膜片组件向下运动，喷组与挡板开度减小，先导腔压力增大，迫使导阀组件向上运动，回到原来的平衡位置，主阀出口保持恒定；相反，当出口压力增大时，反馈调节腔的压力增加，先导膜片组件向上运动，喷嘴与挡板的开度增加，主膜片上腔压力减低，主阀芯向上运动，阀的开度减小，出口压力下降，以维持出口压力不变。先导式减压阀可以用于高压场合。
(二)、供水管网压力管理研究现状
供水管网的压力与管网漏损、爆管率相关，是供水用户与供水企业都关注的重要指标。对于自来水用户来说，供水压力是表征供水质量的直观要素，供水压力高低波动会影响用户的正常使用，这往往成为客户投诉的主要原因；对于企业来说，供水压力带来的一系列问题直接影响企业的经济效益。为了管网中压力较低点的用户的供水压力，在确定泵房和分水口压力时，常以压力较低点(或称较不利点)的压力作为指标。这样存在两个问题：一是距离泵房或减压阀近的点，供水压力较高：二是当夜间流量降低时，较不利点的压力也会升高。因此，管网阀门的布置优化和管网压力的合理调度策略成为近年来相关人员学术研究和工程应用的主要内容。
在，目前压力管理的产品已经比较成熟，压力管理(PMA)一般以分区计量(DMA)一同实施。在较近实施的工程实践中，调压阀门一般都是减压阀(PRV)也有一部分自来水公司在压差低于200kPa的场合采用蝶阀来调压。对于单入口的供水网络，区域内的压力只受用水流量和调压阀开度的影响，调压阀的控制较简单；而对于多入口网状形供水网络，区域内的压力不仅受到用水流量的影响，而且受到多个调压阀的共同影响。对于多台调压阀的控制策略将变得复杂，应使用智能算法实现错时调节，并对间隔时间有严格的要求，否则会产生振荡现象。
目前应用的200X型先导式减压阀有自力式和电动阀两类，自力式采用基于压力负反馈的水力驱动，在控制系统休眠时，机械系统能自动阀后压力并通过水力驱动开度变化使阀后压力保持在士6%的精度内。相对自力式不消耗动力电源的工作模式，200X型先导式减压阀每一次开度调节都需要动力电源来驱动，但电动减压阀的控制精度要高一些，对背景漏失的控制，因此，减压阀及其控制策略的选择应以总体能耗为目标变量来进行优化分析。
目前在供水管网压力管理的研究主要包括四个方面，即压力管理与漏损相关性研究、压力控制策略优化、减压阀布置优化、压力管理综合优化研究。