有壓輸水自動排氣閥增設

【資料簡介】

有壓輸水自動排氣閥增設根據壓力輸水管道的氣、水運動規律和特點,將管線的縱剖面分解為上坡段、長水平段和下坡段,管線高點、低點和坡度變陡點等特征單元,通過分析壓力管道初次運行前的充水過程、檢修時的排水過程、以及正常運行過程這三種工況的水流流態,提出了空氣閥設置應當遵守區別對待、小流量充水和空氣閥類型同其任務相一致原則及其設置方法.輸水管道，主要指水源至凈水廠或凈水廠至配水管網的管道。由于輸水管道負擔全系統供水，且壓力較高，所以它的安全運行問題始終被從水部門和設計部門所重視。輸水管道常見的事故是爆管，引起爆管的原因主要有：溫度應力、管材質量、施工質量、地質構造和水錘等。管道中的氣囊雖然不能直接造成水錘，但可借助水錘造成危害。本文就如何在輸水管道上設置排氣閥，避免氣體聚集成氣囊進行探討。　　

二、有壓輸水自動排氣閥增設實例及分析　　
在地形起估地段，要求輸水管道的點設排氣閥，但實際運行中，許多爆管并未發生在高點或低點，而是發生在高點后的下彎管段，甚至低壓管道也發生此類爆管。黑龍江鶴崗的一段管道爆管就是一個典型的例子。　　
鶴崗市屬低山丘陵區，凈水廠與送水泵站分建，二者相距5公里，凈化水靠重力流送至送水泵站，凈水廠清水池高程210m，送水泵站清水池高程185m，輸水管為DN800連續鑄鐵管，平均流速1.0m/s，泵站前500m有一高崗，高程185(見圖一)，高崗的點有一排氣閥，但排氣閥后50m處，多次發生爆管事故，后來在爆管處加裝了一雙口排氣閥，幾年來，兩排氣閥間沒再爆管，只在新裝排氣閥后10m處發生過一次爆管。　　

有壓輸水自動排氣閥增設從這個例子看，爆管與管中的氣體有關(安排氣閥后無爆管)。下面對管道中氣囊的形成過程和它的受力情況進行分析：　　
1.氣體的聚集及平衡　　
在正常情況下，管道中的水流可近似地看成是恒定流(壓力、流速、溫度不變)。在這種狀態下，水中的氣體要逐漸地析出，形成大小不等的氣泡上升到管壁，氣泡按水流流速向前運動。在上坡段，由于浮力的作用，氣泡流速可能大于水流速。因管壁有一定粗糙度，各氣泡運動方向相同，很難聚集成大氣泡。小氣泡沿管壁一定寬度向前流動，經過點排氣閥時，排氣管直徑內的氣泡有條件排出，而其他氣泡靠水流的推力向下游流去。由于管壁處的紊流和流速和切線特性，使一些經過排氣管的小氣泡越過排氣孔也向下游流去(見圖二)。　　

越過排氣閥的氣泡順坡而行，運動方向與氣泡所受浮力的分力P1方向相反(見圖三)，這個浮力合力產生的阻力，必然使氣泡運動的速度減慢，后序氣泡容易撞擊前面氣泡而全成大氣泡，大氣泡產生大的浮力。自動排氣閥的性能要求：
a.自動排氣閥應有較大的排氣量，當管道空管充水時可在極短的時間內實現快速排氣恢復至正常供水能力。
b.自動排氣閥在管內有負壓產生時，活塞應該可以迅速開啟，快速大量吸入外界空氣，以保證管線不會因負壓而產生損害。且在工作壓力下能夠將管道中集結的微量空氣排出。
c.自動排氣閥應有比較高的空氣關閉壓力，在活塞關閉前的較短時間內，應有足夠能力將管道內的空氣排放完畢，提高輸水效率。
d.自動排氣閥的水關閉壓力應不大于0.02MPa，在較低的水壓下就可以關閉排氣閥，從而避免水的大量涌出。
e.自動排氣閥應采用不銹鋼浮球（浮桶）作啟閉件。
f.自動排氣閥閥體上應設有防沖擊保護內筒，以防大量排氣后高速水流直接沖擊浮球（浮桶）而造成浮球（浮桶）的過早損傷。

自動排氣閥故障排除方法：
暖氣不熱原因：
a.自動排氣閥失靈或管道坡度不對形成汽堵；
b.多年來未沖洗管道導致臟堵；
c.多個閥門尤其是用戶自設的閥門沒有打開或因年久失修導致閥芯脫落，堵塞管道；
d.系統設計不合理，如果管道布置不合理，管徑過細、暖氣片過小等。
排除方法：
a.檢修更換暖氣排氣閥，調整管道坡度，排盡空氣；
b.沖洗管道，排除臟堵；
c.檢修并且打開所有應打開的閥門；
d.修改管路，加大暖氣片。　

　　
三、有壓輸水自動排氣閥增設結論　　
有壓供水管道在供水或排水時，要排出或吸入一樣體積的空氣;正常運行過程中需要排出水中析出的微量氣體。當缺少進排氣閥、進排氣閥型號不合適、布置不合理或進排氣閥不能正常工作時，氣體就會留在供水管道中，這些氣體會影響到供水系統的安全運行，氣體隨水的流動而運動，其在運動過程中反過來又導致水流速的改變，引起水錘發生。因此供水管道中發生的如爆管、輸水不暢等現象，管道系統不能進、排氣是主要的原因。在供水管道中，由于氣體的存在縮窄了管道的過水斷面，減小了供水流量，影響到了用水戶正常的生產和生活用水，增加了供水成本。這些氣體在管道供水時如發生停泵、控制閥誤操作等，輕則會影響系統正常供水，重則會使管道遭到破壞。

1.輸水管道下坡段必須增設排氣閥，具體位置由式P`=PSinα確定，計算流速取平均值為宜；　　
2.管道實際俯角小于計算角度時，排氣閥應設在下彎曲線與直線的交點處；　　
3.為使管內氣體盡早排出而不形成氣囊，下彎管線與直管線的交點均應設排氣閥；　　
4.本文所增設的排氣閥不能取代點排氣閥TOP