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進排氣閥在管網運行中的重要作用

在農田或園林灌溉設計、施工過程中,管道排氣與進氣往往被忽略或錯誤安裝,造成管道安全事故,就該問題,做如下探討:

一、管道中氣體從哪里來?


1.灌溉系統施工完畢在通水前,管道內充滿了氣體,在通水后,大部分氣體經由灌水器或取水閥排出,部分氣體集聚在管線高點無法排出。

  2.水中會溶解部分空氣,在夏季水溫升高,管線內水中溶解的空氣會析出,管道內壁的析出空氣逐漸集聚在管線高點。

  3.由于管線負壓被安全閥或進排氣閥吸入管道內的氣體。

二、進排氣閥工作原理

   快速排氣閥是利用水對不銹鋼浮球的浮力作用特性原理,當排氣閥水位上升,在排氣的同時,浮球受到水的浮力作用,自動上浮,直到與排氣口的密封面接,到一定壓時球會自動關閉。當閥內水位降低時,球會隨水位下降而下降,這時就會通過排氣口向管道注入大量空氣。管道在運轉時,浮球停在球碗底部,進行大量排氣,當管內空氣排完,水沖進閥內,經過球碗然后反應浮球,使浮球浮動關閉。管道在正常運轉時,如有少量氣體會集中到閥內到相當程度,閥內水位下降,浮球隨之下降,氣體從小孔排出。如水泵停止,隨時會產生負壓力,浮球隨時下降,進行大量吸氣確保管路安全。排氣狀態時,浮筒由于重力作用,將杠桿的一端向下拉下,這時杠桿處于傾斜狀態,在杠桿與排氣孔接觸部分出現空隙,空氣就通過此空隙由排氣孔排出,隨著空氣的排出,水位上升,浮筒在水的浮力作用下向上浮起,杠桿上的密封端面逐漸壓上排氣孔,直至整個排氣孔被完全堵住,排氣閥這時就完全處于封閉狀態。

三、進排氣閥設計


進排氣閥必須具備在輸水管道內多段水柱氣柱相間或存在多個不連續氣囊情況下,連續快速(或大量)排出管道內任何一段氣體的功能,即在有壓條件下,進排氣閥內充滿氣體時,大小排氣口均開啟排氣,充滿水時均關閉而不漏水,出現負壓時可向輸水管道注氣。一般情況下,宜每隔0.5-1km設置進排氣閥。

1.進排氣閥的口徑宜取輸水管道直徑的1/8-1/5,或經下式計算。但排氣閥有效排氣口徑不得小于其公稱通徑70%。實際選用的口徑較計算偏大。


公式計算出進排氣閥口徑指有效通氣口徑,并不是指連接排氣閥法蘭的直徑,大部分進排氣閥有效的通氣口徑要比連接法蘭的直徑小很多,選用時特別注意。


2.每個排氣閥都應設在該管段的最高點,當管道起伏較多時,可根據其起伏高度分析是否需要增加,必須時進行相應的水力計算。如輸水管道口徑較大,一條輸水管道可以并排布設多個進排氣閥,達到進排氣的效果。

3.較平坦的有壓輸水管道在充水和運行期間可能有6種水氣相間的形態,即層狀流、波狀流、段塞流、氣團流、泡沫流和環狀流。工程實踐證明,不能保證在管道內任何水流狀態下都高速排氣,在大多數工況下只能微量排氣,是造成有壓供水管道排氣難的根源,也給輸水工程造成了大量爆管事故和巨大的經濟損失。因此符合有壓供水管排氣要求的排氣閥,必須具備在管道水氣相間的任何壓力和狀況下,只要閥內充滿氣體,就可以打開大、小排氣口,高速大量的排出管道內存氣。

4. 當管道直徑大于400mm時,應選用雙口排氣閥。排氣閥必須垂直安裝。當輸水管道直接從水庫、蓄水池等自壓取水時用彎管代替進排氣閥,效果更好。

5.地下輸水管道的進排氣閥需設置在井內,閥井可以磚砌也可采用鋼筋混凝土砌筑,閥井必須有排氣出口。嚴禁閥井內泥沙堵塞進排氣閥孔。


6.滴灌、噴灌系統首部樞紐布設在系統的最高處時,可在首部裝置上加設進排氣閥,同時也要在主干管和各分干管閥門后加設進排氣閥。


四:管網系統中氣體的危害

1.水阻增大,流量降低;


2.管道吸扁爆管


3.爆管:由于氣體具有可壓縮及膨脹的特性,管道內的氣體也會放大水錘的威力,在水錘產生時對管線造成更大的破壞。


4.壓力波動較大,導致管道震動,接頭漏水。


五:進排氣閥的分類

市面上主要的進排氣閥分為:

1.真空閥—用于管線負壓快速吸氣(A)

2.快速排氣閥/吸排氣閥—用于管道內快速排氣以及吸氣)(B型)

3.自動排氣閥—可自動排出管線內微量析出的空氣以及吸氣


4.組合式排氣閥—可快速排氣并自動排出析出空氣以及吸氣

5.進排氣閥功能對比:


六、進排氣閥布置方法

排氣閥常見的布置原則:

1.管線的高點和相對高點(相對于總水頭線)

2.管線下降坡度變陡

3.長距離等徑管線輸水時 ,長距離水平管線或長距離下降管線時,吸排氣閥應每隔數百米安裝一個,

(300到600米),其主要作用是防止長距離管線因負壓的產生而使管線破裂。

4.當管線流速非常低時,在管線中的每隔高點(即時是非常小的高點)都會有氣穴形成,或者是管線下降坡度

非常陡的時候們也可能會形成氣穴。在上述情況下,推薦安裝排氣閥

5.深井泵及立式離心泵的水泵出口端

6.在過橋管線的兩端均需安裝

7.在止回閥,隔離閥以及所有管線內安裝的有可能關閉的設備的兩端均需安裝排氣閥。在此情況下,

設備的一端可能聚集空氣而另一端可能產生負壓

8.減壓設備的下游

9.在所有因壓力變化可能產生空氣聚集的位置

10.在所有因正常工況或瞬時工況時管線內會產生負壓的位置。

11.排氣閥經驗選型尺寸為管線的1/4 。

聯系電話:400-616-5308

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文章分類: 技術知識
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