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引水工程的管道上排氣閥安裝要求 |
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| 詳細(xì)介紹 | ||||||||||||||||
之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹引水工程的管道上排氣閥安裝要求前兩個(gè)功能是由大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥來(lái)完成的。第三個(gè)功能是用小孔徑“排氣”閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。“組合空氣閥“結(jié)合了多個(gè)孔口于一體來(lái)完成所有三個(gè)功能，兩種空氣閥可以被定制組合。采用標(biāo)準(zhǔn)單體配置是不合適的。美國(guó)水工協(xié)會(huì)手冊(cè)M51提供了清水和污水管道應(yīng)用中選擇、定位和安裝空氣閥的詳細(xì)指南。本文提出了適用于大多數(shù)原水和供水管道的一些簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可以顯著降低此類(lèi)管道的設(shè)計(jì)費(fèi)用，而不會(huì)影響主管道的完整性。排氣閥是長(zhǎng)距離輸水管道安全的重要防護(hù)設(shè)備.通過(guò)對(duì)比分析傳統(tǒng)浮球式排氣閥和氣缸式恒速緩沖排氣閥的,指出傳統(tǒng)浮球式排氣閥普遍存在的技術(shù)缺陷,認(rèn)為氣缸式恒速 引水工程的管道上排氣閥安裝要求空氣閥有三個(gè)功能：
管道排水時(shí)（或爆管時(shí)）允許空氣置換水（進(jìn)氣）， 排出管道運(yùn)行夾帶的空氣（排氣）。 空氣閥放在哪里？ 一般來(lái)說(shuō)，在管道點(diǎn)上放置大孔“出氣和進(jìn)氣”閥，這些位置在管道運(yùn)行期間通常是空氣收集點(diǎn)，因此在那里也應(yīng)該設(shè)置一個(gè)小孔“排氣”閥。在可能產(chǎn)生負(fù)壓的地方也要設(shè)置大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥，比如管道陡峭下坡的高點(diǎn)，在這里還需要進(jìn)行壓力瞬變的分析計(jì)算。在水力坡度線(xiàn)HGL（Hydraulic Grade Line）附近設(shè)置這些空氣閥時(shí)需要十分小心，管道壓力的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致HGL附近的水位接近這些空氣閥的高度，引起這些閥門(mén)迅速、猛烈地打開(kāi)和關(guān)閉。如果這些位置需要安裝空氣閥時(shí)則應(yīng)考慮這種情況，將這些條件考慮到大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥的設(shè)計(jì)中，或者在大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥下面增加一個(gè)中心導(dǎo)向止回閥，包括重力通風(fēng)口。大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥的另一個(gè)候選位置是管道隔離閥的一側(cè) 小孔“排氣”閥應(yīng)位于高點(diǎn)，并且平坦長(zhǎng)坡上規(guī)定間隔不超過(guò)500m長(zhǎng)，因?yàn)檫@些位置隨時(shí)都處在欠壓狀態(tài)，在這里安裝一個(gè)單體小孔閥就足夠了（如果高度上升很?。５谴蠖鄶?shù)小孔閥位置將與大孔徑“排氣和進(jìn)氣”閥重合，因此下面提出的方法假設(shè)需要首先確定空氣閥的位置和尺寸。在直徑較大的原水主管中留有許多可進(jìn)入管道的人孔，必須認(rèn)識(shí)到這些豎向人孔是一個(gè)空氣收集器，所以空氣閥應(yīng)該被安裝在頂部，或者管道上每個(gè)人孔的頂部都設(shè)置這個(gè)空氣閥。
步驟1：確定主空氣閥的出氣量 如果管道是泵系統(tǒng)的一部分，當(dāng)泵關(guān)閉時(shí)，管道內(nèi)的這部分水會(huì)重力流排放，泵起動(dòng)時(shí)要替換的空氣體積可能比初始充水時(shí)要大。在這種情況下，需以每秒立方體積的泵流量，檢查這個(gè)未充滿(mǎn)區(qū)域排氣閥參數(shù)。（同樣的方法可用于確定泵站空氣閥的尺寸。）
步驟2：檢查主閥進(jìn)氣尺寸 上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥當(dāng)管道內(nèi)的水排放時(shí)，管道必須進(jìn)氣以替換排水空間。這種排水通常是卸壓閥打開(kāi)，或者是其它規(guī)范中包括的管道意外破裂的情況，在地震活躍的地區(qū)，管道突然斷裂的情況應(yīng)該包含在現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)規(guī)范中。在大多數(shù)情況下，檢查出水一側(cè)的空氣閥是否有能力在重力流下進(jìn)氣，可以用下公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的近似計(jì)算： 其中： C =謝才系數(shù)，（鐵管110，混凝土管120，鋼管130，PVC管190） Q =出水流量=進(jìn)氣流量，m3/h S =相鄰管段的坡度 說(shuō)明：在謝才，海澄威廉和達(dá)西公式中，S是指水力坡度線(xiàn)的坡度，而不是管道坡度。對(duì)于斜率較大的坡度，水力坡度線(xiàn)和管道坡度差別很大，在重力流進(jìn)氣流量圖表中，S大值為1（45o）。 D =管道排氣閥內(nèi)徑，mm 用流量Q來(lái)檢查步驟1中的空氣閥尺寸。為了讓空氣進(jìn)入管道，進(jìn)氣速度受到空氣聲速的限制，而且隨壓力和溫度的變化而變化，大壓力值約為48 kPa（0.5kgf/cm2）。簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)起見(jiàn)，請(qǐng)查看制造廠家的圖表，以35 kPa的壓差對(duì)應(yīng)進(jìn)氣量，如果數(shù)值大于步驟1中選用的空氣閥，請(qǐng)考慮減小出水口的尺寸。如果管道穿過(guò)河流發(fā)生故障，或者可以被重力排入蓄水池，或者穿過(guò)活動(dòng)斷裂帶潛在地發(fā)生剪切破壞，則應(yīng)考慮使用上述等式中的管徑D來(lái)確定真空釋放的旁路空氣閥。在這種情況下，如果的空氣閥尺寸大于200mm或甚至250mm，請(qǐng)使用多個(gè)空氣閥，以避免定制非標(biāo)（即使已編目）空氣閥。多個(gè)空氣閥的替代方案是使用其它導(dǎo)向止回閥定向進(jìn)氣，在這種情況下，這種閥只有一個(gè)功能，只進(jìn)氣不排氣。 步驟3：排氣閥尺寸 夾帶在水中的空氣會(huì)隨著壓力的降低和溫度的升高而從溶液中排出，解決每個(gè)問(wèn)題不能省錢(qián)，小孔排氣閥尺寸是壓力下管道空氣排出的關(guān)鍵，而不是主閥體的尺寸，孔徑尺寸是壓力釋放空氣體積的基礎(chǔ)，確定這一點(diǎn)有兩種簡(jiǎn)單的方法。P41X型輸水管道進(jìn)排氣閥適用于工作介質(zhì)為水的管路上，以提高輸送水設(shè)備的效率和保護(hù)管道不致變形破裂，是管道的*之設(shè)備。快速排氣閥是用于壓力輸送水管道的排氣。
2.特點(diǎn) ◆介質(zhì)：清水 種方法是預(yù)設(shè)在高點(diǎn)排出的空氣量是管道中水量的2%，這種方法沒(méi)有考慮閥之間的間距或閥之間的壓力差。通過(guò)管道截面積乘以流速來(lái)確定每分鐘內(nèi)流動(dòng)的水量，其中的2%可以被認(rèn)為是設(shè)計(jì)排氣量。 第二種方法需要花一些時(shí)間，假設(shè)沿整個(gè)管道長(zhǎng)度上溫度升高，以此確定從液體中排出的空氣量，甚至可以在每個(gè)排氣閥位置確定該值，一個(gè)普遍的假設(shè)是每公里溫度上升0.35oC。該方法需要對(duì)壓力溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行外推，有時(shí)結(jié)果可能不比上述2%假設(shè)更準(zhǔn)確。如果您有足夠的設(shè)計(jì)時(shí)間可以繼續(xù)計(jì)算。 使用同類(lèi)空氣閥廠家的產(chǎn)品樣本可以找到一個(gè)標(biāo)有“”小孔尺寸表“的圖表，查找排氣量并與工作（非試驗(yàn)壓力）壓力進(jìn)行比較，然后選擇小孔尺寸和匹配的空氣閥尺寸。需要注意的是，廠家為了控制裝配和庫(kù)存成本會(huì)限制組合閥小孔排氣的規(guī)格數(shù)量。因此，每個(gè)管道空氣閥站位置都需要重新選擇每個(gè)廠家的閥體和小孔口尺寸。另外，我們通常是在大設(shè)計(jì)條件下設(shè)計(jì)管道，在這種情況下選擇的小孔口尺寸在一般條件較低流速下將會(huì)太大，建議采用空氣閥的小孔徑尺寸。如果在管道運(yùn)行中排氣相當(dāng)恒定，可以采用更大的空氣閥來(lái)替換，可以給出一個(gè)管道站位置排氣流量和壓力設(shè)計(jì)參數(shù)的表格，通過(guò)步驟1和2確定閥體尺寸。上述內(nèi)容為大多數(shù)原水和供水管道提出了一些空氣閥的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，，在不影響管道完整性的前提下可以顯著降低這種安裝和設(shè)計(jì)耗費(fèi)。首先，對(duì)管道業(yè)主的維修人員來(lái)說(shuō)，他們不希望儲(chǔ)備和修理許多尺寸和類(lèi)型的空氣閥，考慮到管道的運(yùn)行狀況可能永遠(yuǎn)都不會(huì)達(dá)到終的設(shè)計(jì)條件，因此建議如下：
2. 每米管道直徑對(duì)應(yīng)的主空氣閥直徑為83mm。 3. 都使用“組合式空氣閥”。 4. 市場(chǎng)上小孔徑的小孔排氣閥。 5. 僅使用有現(xiàn)貨的空氣閥尺寸。
如前所述，人孔比任何其他類(lèi)型的出口收集的空氣都要多得多，因此，應(yīng)在任何緊鄰垂直出口的地方設(shè)置排氣閥。如果需要方便進(jìn)入管道，在空氣閥組和人孔法蘭（或隔離閥）之間可以安裝溝槽卡箍連接器或其他易于拆卸的管道連接器。 當(dāng)然，如果設(shè)計(jì)中考慮到了管道的全部操作，那么空氣閥組件將會(huì)按預(yù)期工作。設(shè)計(jì)工程師通常按照可以預(yù)見(jiàn)的“”或負(fù)荷條件設(shè)計(jì)管道，但幾乎沒(méi)有任何管道會(huì)在情況下運(yùn)行，而包括排氣閥在內(nèi)的附件通常也被設(shè)計(jì)用于管道預(yù)計(jì)的操作極限，多年的操作遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)負(fù)荷可能會(huì)導(dǎo)致空氣閥運(yùn)行失效，當(dāng)然，如果真正需要在條件下運(yùn)行，它們也將無(wú)法動(dòng)作。替代方案是根據(jù)一段時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)再計(jì)算用于運(yùn)行工況的連接（接管）的尺寸，確定近期正常運(yùn)行工況下更小的排氣閥。當(dāng)工況穩(wěn)定時(shí)可更換和小空氣閥連接的法蘭。本產(chǎn)品主要用于自來(lái)水、引水工程的管道上能使管道內(nèi)的氣體排出。 管道設(shè)計(jì)詳圖上需要確定空氣閥的具體位置，通常會(huì)在豎向彎管圖紙上的彎管豎向拐點(diǎn)（VPI）上示出空氣閥的位置，許多設(shè)計(jì)人員會(huì)注意到彎管這里會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，在豎向彎管簡(jiǎn)圖上一般將接管放在高點(diǎn)，考慮這樣安裝方便，但VPI要靠其下面一些，氣泡會(huì)被帶到管道下游，在該高點(diǎn)位置沒(méi)有氣泡形成的可能性。用類(lèi)似下面這種縱斷面簡(jiǎn)圖來(lái)重新分析管道的豎向幾何形狀不僅可以簡(jiǎn)化管道形狀設(shè)計(jì)，而且可以減少空氣閥裝置安裝的數(shù)量。空氣閥安裝的建議和示意圖，使用圖6-5“帶排氣管的組合空氣閥井安裝示意圖“（第51頁(yè)）和圖6-6“具有防凍和防洪保護(hù)的閥井安裝示意圖”（第52頁(yè)）可能會(huì)導(dǎo)致在真空閥上方的通風(fēng)管內(nèi)積水，這些污染的水會(huì)在水錘或其它真空情況下被吸進(jìn)管道，進(jìn)而影響到水質(zhì)。對(duì)于飲用水管道，在不會(huì)被淹沒(méi)的位置通過(guò)更仔細(xì)地定位進(jìn)氣/排氣閥來(lái)避免這種情況的發(fā)生，類(lèi)似于圖6-3的安裝示意圖。一種替代方案是重新設(shè)計(jì)分析管道剖面，在易發(fā)生洪澇的地方不要安裝空氣閥。飲用水管道的另一種設(shè)計(jì)方法是安裝手動(dòng)閥門(mén)，維修人員可操作這些閥門(mén)以避免意外的交叉污染造成的任何飲水安全問(wèn)題。
結(jié)論 上述討論并未涉及到可能影響管道空氣閥設(shè)計(jì)的所有條件，特別是處于異常的流態(tài)情況。對(duì)于上述建議，設(shè)計(jì)人員還需參照AWWA M51設(shè)計(jì)手冊(cè)和廠家的技術(shù)要求。然而，本文旨在幫助設(shè)計(jì)人員減少普通輸水管道的設(shè)計(jì)工作，在任何情況下，建議進(jìn)行工程評(píng)估。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥 |
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