供水減壓閥與減壓池選擇

【資料簡介】

供水減壓閥與減壓池選擇本文結合咸陽市石頭河水庫供水工程實例的升壓分析,闡述了恒速減壓閥在長距離重力流輸水管道系統的防水錘升壓作用,提出了分兩段設減壓閥方案大大降低了管道內壓力值,使管道內壓力接近設計工作壓力值的結論,使得選擇管道耐壓等級問題得以解決,對降低工程造價和運行管理費用、保證此類管道系統安全運行提供借鑒。本文結合咸陽市石頭河水庫供水工程實例的升壓分析,闡述了恒速減壓閥在長距離重力流輸水管道系統的防水錘升壓作用,提出了分兩段設減壓閥方案大大降低了管道內壓力值,使管道內壓力接近設計工作壓力值的結論,使得選擇管道耐壓等級問題得以解決,對降低工程造價和運行管理費用、保證此類管道系統安全運行提供借鑒。在西南山區村鎮供水工程設計中，常利用地形條件采用重力自流供水，而山區海拔高差較大，常需要采取減壓措施。本文通過村鎮供水工程實例，對供水工程中常用的兩種減壓方式進行了分析比較，希望能對同類工程提供一定的參考。
關鍵詞：大落差；重力自流；村鎮供水；減壓；

0 供水減壓閥與減壓池選擇引言
        村鎮供水工程作為國家扶貧的一項重要基礎建設內容，各種新建及鞏固提升工程越來越多，輸配水管道的壓力安全問題日益突出。西南地區多山區，供水工程落差大，多采用重力自流供水，必須對輸配水管道采取一定的減壓措施。本文主要結合西南山區村鎮供水工程實例，對常用的兩種減壓方式（減壓閥和減壓池）進行了技術經濟分析比較。
對重力給水系統管理的合理減壓方式和布置形式進行屯分析討論,用遞推法導出減壓池的經濟位置及級數的計算公式,為管道減壓的設計提供了方法和依據.
1 工程概況
        村鎮供水工程位于四川省阿壩州境內，主要解決當地村鎮人飲用水，取水流量為67.49m3/h。主要建設內容為：新建低壩取水口1處，新建輸配水管道14.907km，新建200m3蓄水池一座。
減壓閥主要應用于挖方或傍山襯砌的混凝土渠道和砌石防滲渠道。減壓閥基本構造為：在聚乙烯硬塑管模內，裝入單向排水的逆止閥，管的兩端用土工織物封蓋，其性能良好，能有效地排除地下水壓力對防滲層的破壞，而渠內過水時水流不外滲。本文通過減壓閥在博斯騰湖東泵站輸水干渠工程中的應用，介紹了減壓閥的基本構造、功用、安裝方法并針對其耐久性作了初探。

2 供水減壓閥與減壓池選擇輸水管道減壓方式比選
        供水工程輸水管道長度6.061km，落差351m，采用的管材參數為PE100，DN160，1.6MPa。管道縱剖面整體基本呈下降趨勢，采用重力有壓流輸水。對輸水管道減壓方式進行比較。
        選用的管材壓力等級為1.6MPa，根據《村鎮供水工程設計規范》（SL687-2014），設計內水壓力不大于1.6MPa，而對PE管，設計內水壓力為1.5倍大工作壓力，則選定的管材大工作壓力為1.6MPa/1.5=1.07MPa，需控制管道實際內水壓力在大工作壓力1.07MPa以內，據此進行減壓方式的比選。工程中常用的減壓方式有傳統的減壓池和減壓閥兩種形式。
2.1 減壓池
        減壓池一般為鋼筋混凝土結構，其工作原理是：設置一小型鋼筋混凝土水池，通過管道將高壓水引入水池內，強烈沖擊到水池底部（可在池底增設防沖措施），使水流與池底、內壁激烈碰撞，翻滾，消除絕大部分能量后再從出水管排走。在水力計算中常以減壓池為一個節點，該處自由水頭按零考慮。其特點是基本消除管道自由水頭，減壓效果明顯，水池前后管道水壓互不影響。典型減壓池結構設計見下圖。

這種設置方式況下尤為適合。缺點是減壓閥設置數量多且分設備集中,便于管理,但輸水管多,管網復雜。散,不利于管理。設置在低區消火栓環形給水人日處,綜上所述,三種減壓閥的設置方式都各有如圖3所示。優缺點。近年來,隨著房地產業的飛速發展,多減壓閥不是設在消防泵的出水管上,而是采用后兩種設備少,管網簡單,占地少的設置設在管網上下分區的低區環網人口處,使輸水方式。而減壓閥以其經濟有效,使用方便的優管數量減少,管網簡單,占地少,而供水一樣安點,必將大派用場,其性能和使用方法也會日全可靠,近年多采用此種設置方法。

2.2 減壓閥
        減壓閥是一種管道閥件，其基本工作原理是通過控制閥件內部的啟閉件來改變管道流體面積，從而改變流體的流速和動能，造成壓力損失，達到減壓的目的。
        根據其工作原理，減壓閥有兩種工作狀態：一是減靜壓（流量為0時），二是減動壓（液體流動時）。減壓閥通過連接閥瓣的薄膜或活塞兩側的進出口水壓差自動調節閥內流道面積，降低水壓至設計水壓。如果管道控制閘關閉，流量為0，則減壓閥處于關閉狀態，隔斷管道上下游液體，此時其作用等同于關閉的控制閘。

2.3 減壓方式比較
        輸水管道長度6.061km，落差（總靜壓）為351m，采用1.6MPa的PE管，管道大工作壓力為1.07MPa，故整條管道分為4段以上，保證每段管道靜水壓力小于100m。
        方案一采用減壓池，共設置3座，分別位于樁號K1+850、樁號K3+500和樁號K4+450處；方案二采用減壓閥，共設置4座，分別位于樁號樁號K1+700、樁號K2+600、樁號K3+850和樁號K4+600處。
        兩種方式均能達到減壓消能的作用。減壓池為傳統減壓方式，土建投資較大，無水錘，輸水系統不*封閉不利于飲水安全，輸水管共需設置3處減壓池，概算投資為18.06萬元。減壓閥為20世紀新興減壓方式，直接在輸水主管上設置，減少修建水池占地，*封閉避免水質二次污染，投資底，可減動壓和靜壓，有水錘壓力（但是管道壓力等級有富裕度，并且新型減壓閥的啟閉件能延長啟閉時間，有效降低水錘壓力），維修更換方便，輸水管共需設置4處減壓閥，概算投資為0.65萬元，投資遠低于減壓池。
        另外，本供水工程輸水管道沿線無道路，交通不便，如采用減壓池，一是日常維修管理不便，二是如遇停水，管道內的水會通過減壓池的溢流管基本放空，極大可能需要維護人員深入山林，重新調節排氣閥和泄水閥，使管道重新形成重力有壓流供水，給管理維護工作帶來極大不便。綜合考慮，本供水工程選用減壓閥進行減壓。

3 供水減壓閥與減壓池選擇結語
        在大落差供水管道中采用多個減壓閥串聯運行，能保證用水水壓要求，同時相較于傳統的減壓池，具有減壓穩定、管理方便、占地少、投資低、節能節水的特點，目前已廣泛應用于村鎮供水工程，具有很大的實用意義。結合工程實例,對長距離重力流輸水工程中減壓消能技術進行了分析,介紹了減壓閥的設置方式,并對其口徑選擇及配套設施進行了分析。根據可調式減壓閥的特點,結合典型工程實例,對減壓方案進行了比選,采用兩級減壓方案較為經濟合理。本文結合咸陽市石頭河水庫供水工程實例的升壓分析,闡述了恒速減壓閥在長距離重力流輸水管道系統的防水錘升壓作用,提出了分兩段設減壓閥方案大大降低了管道內壓力值,使管道內壓力接近設計工作壓力值的結論,使得選擇管道耐壓等級問題得以解決,對降低工程造價和運行管理費用、保證此類管道系統安全運行提供借鑒。