進(jìn)排氣閥在管網(wǎng)運(yùn)行中的重要作用

在農(nóng)田或園林灌溉設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，管道排氣與進(jìn)氣往往被忽略或錯(cuò)誤安裝，造成管道安全事故，就該問(wèn)題，做如下探討：

一、管道中氣體從哪里來(lái)？

1.灌溉系統(tǒng)施工完畢在通水前，管道內(nèi)充滿了氣體，在通水后，大部分氣體經(jīng)由灌水器或取水閥排出，部分氣體集聚在管線高點(diǎn)無(wú)法排出。

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

  3.由于管線負(fù)壓被安全閥或進(jìn)排氣閥吸入管道內(nèi)的氣體。

二、進(jìn)排氣閥工作原理

   快速排氣閥是利用水對(duì)不銹鋼浮球的浮力作用特性原理，當(dāng)排氣閥水位上升，在排氣的同時(shí)，浮球受到水的浮力作用，自動(dòng)上浮，直到與排氣口的密封面接，到一定壓時(shí)球會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)閥內(nèi)水位降低時(shí)，球會(huì)隨水位下降而下降，這時(shí)就會(huì)通過(guò)排氣口向管道注入大量空氣。管道在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，浮球停在球碗底部，進(jìn)行大量排氣，當(dāng)管內(nèi)空氣排完，水沖進(jìn)閥內(nèi)，經(jīng)過(guò)球碗然后反應(yīng)浮球，使浮球浮動(dòng)關(guān)閉。管道在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如有少量氣體會(huì)集中到閥內(nèi)到相當(dāng)程度，閥內(nèi)水位下降，浮球隨之下降，氣體從小孔排出。如水泵停止，隨時(shí)會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓力，浮球隨時(shí)下降，進(jìn)行大量吸氣確保管路安全。排氣狀態(tài)時(shí)，浮筒由于重力作用，將杠桿的一端向下拉下，這時(shí)杠桿處于傾斜狀態(tài)，在杠桿與排氣孔接觸部分出現(xiàn)空隙，空氣就通過(guò)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(gè)排氣孔被完全堵住,排氣閥這時(shí)就完全處于封閉狀態(tài)。

三、進(jìn)排氣閥設(shè)計(jì)

進(jìn)排氣閥必須具備在輸水管道內(nèi)多段水柱氣柱相間或存在多個(gè)不連續(xù)氣囊情況下，連續(xù)快速（或大量）排出管道內(nèi)任何一段氣體的功能，即在有壓條件下，進(jìn)排氣閥內(nèi)充滿氣體時(shí)，大小排氣口均開(kāi)啟排氣，充滿水時(shí)均關(guān)閉而不漏水，出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)可向輸水管道注氣。一般情況下，宜每隔0.5-1km設(shè)置進(jìn)排氣閥。

1.進(jìn)排氣閥的口徑宜取輸水管道直徑的1/8-1/5，或經(jīng)下式計(jì)算。但排氣閥有效排氣口徑不得小于其公稱通徑70%。實(shí)際選用的口徑較計(jì)算偏大。

公式計(jì)算出進(jìn)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(jìn)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(shí)特別注意。

2.每個(gè)排氣閥都應(yīng)設(shè)在該管段的最高點(diǎn)，當(dāng)管道起伏較多時(shí)，可根據(jù)其起伏高度分析是否需要增加，必須時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的水力計(jì)算。如輸水管道口徑較大，一條輸水管道可以并排布設(shè)多個(gè)進(jìn)排氣閥，達(dá)到進(jìn)排氣的效果。

3.較平坦的有壓輸水管道在充水和運(yùn)行期間可能有6種水氣相間的形態(tài)，即層狀流、波狀流、段塞流、氣團(tuán)流、泡沫流和環(huán)狀流。工程實(shí)踐證明，不能保證在管道內(nèi)任何水流狀態(tài)下都高速排氣，在大多數(shù)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(jīng)濟(jì)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(nèi)充滿氣體，就可以打開(kāi)大、小排氣口，高速大量的排出管道內(nèi)存氣。

4. 當(dāng)管道直徑大于400mm時(shí)，應(yīng)選用雙口排氣閥。排氣閥必須垂直安裝。當(dāng)輸水管道直接從水庫(kù)、蓄水池等自壓取水時(shí)用彎管代替進(jìn)排氣閥，效果更好。

5.地下輸水管道的進(jìn)排氣閥需設(shè)置在井內(nèi)，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(yán)禁閥井內(nèi)泥沙堵塞進(jìn)排氣閥孔。

6.滴灌、噴灌系統(tǒng)首部樞紐布設(shè)在系統(tǒng)的最高處時(shí)，可在首部裝置上加設(shè)進(jìn)排氣閥，同時(shí)也要在主干管和各分干管閥門后加設(shè)進(jìn)排氣閥。

四:管網(wǎng)系統(tǒng)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(nèi)的氣體也會(huì)放大水錘的威力，在水錘產(chǎn)生時(shí)對(duì)管線造成更大的破壞。

4.壓力波動(dòng)較大，導(dǎo)致管道震動(dòng)，接頭漏水。

五：進(jìn)排氣閥的分類

市面上主要的進(jìn)排氣閥分為:

1.真空閥—用于管線負(fù)壓快速吸氣(A)

2.快速排氣閥/吸排氣閥—用于管道內(nèi)快速排氣以及吸氣）（B型）

3.自動(dòng)排氣閥—可自動(dòng)排出管線內(nèi)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(dòng)排出析出空氣以及吸氣

5.進(jìn)排氣閥功能對(duì)比：

六、進(jìn)排氣閥布置方法

排氣閥常見(jiàn)的布置原則：

1.管線的高點(diǎn)和相對(duì)高點(diǎn)（相對(duì)于總水頭線）

2.管線下降坡度變陡

3.長(zhǎng)距離等徑管線輸水時(shí) ，長(zhǎng)距離水平管線或長(zhǎng)距離下降管線時(shí)，吸排氣閥應(yīng)每隔數(shù)百米安裝一個(gè)，

（300到600米），其主要作用是防止長(zhǎng)距離管線因負(fù)壓的產(chǎn)生而使管線破裂。

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

非常陡的時(shí)候們也可能會(huì)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(guò)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(nèi)安裝的有可能關(guān)閉的設(shè)備的兩端均需安裝排氣閥。在此情況下，

設(shè)備的一端可能聚集空氣而另一端可能產(chǎn)生負(fù)壓

8.減壓設(shè)備的下游

9.在所有因壓力變化可能產(chǎn)生空氣聚集的位置

10.在所有因正常工況或瞬時(shí)工況時(shí)管線內(nèi)會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓的位置。

11.排氣閥經(jīng)驗(yàn)選型尺寸為管線的1/4 。

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