城市配水管網(wǎng)減壓閥作用城市配水減壓閥作用城市配水網(wǎng)減壓閥作用配水管網(wǎng)減壓閥作用
摘 要: 結(jié)合我國(guó)一些城市和企業(yè)在重力流輸水管道中的作用消減富余能量當(dāng)供水系統(tǒng)在較小流量下運(yùn)行時(shí), 重力流輸水管路就有富余能量, 在安裝減壓閥的系統(tǒng)中富余能量的大部分由減壓閥自動(dòng)消除, 使管路末端壓力減輕, 其原理如圖1所示。圖1 安裝減壓閥前后輸水管壓力線示意圖減壓閥是采用控制閥體內(nèi)的啟閉件的開度來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，將介質(zhì)的壓力降低，同時(shí)借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度，使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi)，并在閥體內(nèi)或閥后噴入冷卻水，將介質(zhì)的溫度降低，這種閥門稱為減壓減溫閥。該閥的特點(diǎn)，是在進(jìn)口壓力不斷變化的情況下，保持出口聽壓力和溫度值在一定的范圍內(nèi)。
城市配水管網(wǎng)減壓閥作用
減壓閥按結(jié)構(gòu)形式可分為薄膜式、彈簧薄膜式、活塞式、杠桿式和波紋管式；按閥座數(shù)目可人為單座式和雙座式；按閥瓣的位置不同可分為正作用式和反作用式。
減壓閥的安裝和維護(hù)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
為了操作和維護(hù)方便，該閥一般直立安裝在水平管道上。
安裝時(shí)應(yīng)注意使管路中介質(zhì)的流向與閥休上所示箭頭的方向一致。
為了防止閥后壓力超壓，應(yīng)在離閥出口不少于4m處安裝一個(gè)減壓閥。
圖1中a1為不安裝減壓閥時(shí)的靜水壓線, a2為不安裝減壓閥流量zui大時(shí)的測(cè)壓管水頭線, 如果管道上安裝的是減壓恒壓閥, 其出口壓力調(diào)節(jié)與不裝減壓閥時(shí)的水頭線重合, 則a2也是安裝減壓閥后zui大流量時(shí)的測(cè)壓管水頭線, 即減壓閥在此流量時(shí)不減壓, 亦不耗能。a3為較小流量時(shí)不安裝減壓閥時(shí)的管道壓力線, 可見末端管路此時(shí)壓力較大。b2是安裝減壓閥后且流量較小時(shí)末端(即減壓閥下游) 管道壓力線(可見壓力不大) , b1是安裝減壓閥后的靜壓線, 可見它遠(yuǎn)小于不裝減壓閥時(shí)的靜壓線
a1, 故安裝減壓閥可減少管道漏失水量, 也有利于管道安全運(yùn)行和降低維修成本。
112 城市配水管網(wǎng)減壓閥作用消減關(guān)閥水錘
重力流輸水管道因閥件及管道接頭等漏水、管道爆裂、下游系統(tǒng)正常保養(yǎng)等原因需停運(yùn)時(shí), 是應(yīng)關(guān)閉管道上游進(jìn)水閥門還是zui下游出水閥門, 目前仍頗有爭(zhēng)議。前者優(yōu)點(diǎn)是有利于防止水錘破壞, 缺點(diǎn)是管道*放空, 再次啟動(dòng)充水也極困難和危險(xiǎn), 且費(fèi)時(shí)很長(zhǎng); 后者保持管道滿管水流, 再次運(yùn)行開閥即可, 極為方便, 但易產(chǎn)生關(guān)閥水錘。實(shí)際運(yùn)行時(shí)是絕大多數(shù)采用關(guān)下游出口閥門的方法。結(jié)合圖2說明
關(guān)閥過程中減壓閥的水錘防護(hù)作用。圖2 輸水管有無減壓閥時(shí)關(guān)閥壓力振蕩曲線示意圖由圖2可見, 不安裝減壓閥的靜水壓線為h , 而壓力振蕩值為$h , 而安裝減壓閥后的管路末端靜水壓力線為h c , 壓力振蕩值為$h c 。
對(duì)于重力流輸水管, 關(guān)閥過程中的流量變化公式如下:由于閥門阻力系數(shù)f 在勻速關(guān)閥過程中不是均勻增加的(一般是在關(guān)閥的前60b ~70b 增大不多, 對(duì)流量q 減少也不大, 但在以后的20b ~30b 則突然增加) , 故極易造成很大的關(guān)閥水錘。由式(2) 可見, 管道長(zhǎng)度l 越大, f 值對(duì)流量的影響越小, 越易造成zui后突然關(guān)閥時(shí)的$h zui大。而加裝減壓閥后l 值僅為減壓閥后的管段, 故l 值變小, $h c 亦減小。由此可見, 重力流輸水管安裝減壓閥對(duì)水錘防護(hù)作用*。
例如:我國(guó)西北某電廠補(bǔ)給水管的壓差h =1050kpa, 管徑為800mm, 加裝減壓閥前計(jì)算關(guān)閥水錘升壓達(dá)3400kpa, 采用減壓閥后計(jì)算zui大水錘升壓僅為790kpa, 可見作用顯著。
2 可與配水管網(wǎng)直接相連
在有足夠壓差可利用的情況下, 輸水管道與城市配水管網(wǎng)之間可省去二級(jí)配水泵站, 即輸水管道與配水管網(wǎng)直接相連。但是, 城市配水管網(wǎng)用水量變化*, 輸配水管道均須按zui大用水工況設(shè)計(jì), 當(dāng)夜間用水量很小時(shí)管網(wǎng)壓力就會(huì)很大, 并易使管網(wǎng)產(chǎn)生破裂或增大漏失水量, 從而使故障率增加。
在輸水管道末端即配水管網(wǎng)首端加裝減壓恒壓閥可解決該問題, 方法是將該閥出口恒壓值調(diào)到管
網(wǎng)zui大用水時(shí)所需要的總壓力值, 當(dāng)管網(wǎng)用水量很小時(shí), 整個(gè)管網(wǎng)也不會(huì)超過所需壓力, 輸水管道因減少流量所富余水頭被減壓閥消除掉, 不再作用于干管網(wǎng), 對(duì)保護(hù)管網(wǎng)安全運(yùn)行意義重大, 且減壓閥在流量zui大時(shí)不減少任何壓力, 不會(huì)降低系統(tǒng)的輸水能力。
如我國(guó)西北某市, 重力流輸出管長(zhǎng)為24. 5km, 管徑為1200mm, 水廠清水池水面與城區(qū)管網(wǎng)入口高差約為84m, 輸水管并入市區(qū)管網(wǎng)當(dāng)日白天無任何事故, 但夜晚市區(qū)管網(wǎng)爆管多達(dá)十幾處, 后加裝減壓閥后不再爆管。
3 在輸配水主干管的側(cè)支分配管上的作用
有些大型輸水管道, 往往除了主用水區(qū)域外, 還有一些較小的其他用水戶, 因而常需采用支管分配水量。當(dāng)主管道剩余水壓較大時(shí), 采用減壓恒壓閥對(duì)整個(gè)供水系統(tǒng)的安全運(yùn)行是很重要的。其方法是將減壓閥恒壓值調(diào)整到支管進(jìn)口所需要的zui大壓力值, 這樣既可保證支管路不產(chǎn)生過高超壓, 亦可使主管道不會(huì)因支管路突然開、關(guān)閥門而產(chǎn)生壓力波動(dòng)。
4 在城市配水管網(wǎng)壓力分區(qū)中的作用
當(dāng)城市用水區(qū)域高差較大時(shí), 配水管網(wǎng)為節(jié)約能量及管道安全常采用壓力分區(qū)的方法, 其二級(jí)泵站內(nèi)采用高揚(yáng)程水泵為高區(qū)供水, 采用低揚(yáng)程水泵為低區(qū)供水, 在高低連接的主干管上安裝減壓閥可提高低區(qū)供水保證率, 適當(dāng)增加必要的閥門(如單向閥等) 也可增大高區(qū)供水的可靠性。5 使用減壓閥應(yīng)注意的問題
在大型供水系統(tǒng)中并非一定在管道有富余能量時(shí)才用減壓閥, 它在設(shè)計(jì)流量時(shí)并不減壓, 而僅在流量小于zui大設(shè)計(jì)流量時(shí)才減壓消能, 使用目的主要是保證管道安全運(yùn)行, 因而使用減壓閥一定要進(jìn)行正確的設(shè)備選型, 不能選用定額或比例減壓類型的減壓閥, 否則既降低了系統(tǒng)的供水能力, 又起不到保護(hù)管道安全運(yùn)行的目的。筆者認(rèn)為, zui適宜大型輸配水系統(tǒng)使用的減壓閥是減壓恒壓閥。目前, 該閥在國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)及使用均很普遍, 設(shè)計(jì)選型及購(gòu)買也很方便。