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水肥一体化实施方案

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水肥一体化系统中,进排气阀在管网运行中的重要作用!!!

水肥一体化系统中,进排气阀在管网运行中的重要作用!!!

发布日期:2019-05-21 作者:zhang 点击:

  在农田或园林灌溉设计、施工过程中,管道排气与进气往往被忽略或错误安装,造成管道安全事故,就该问题,做如下探讨:

一、管道中气体从哪里来?

1、灌溉系统施工完毕在通水前,管道内充满了气体,在通水后,大部分气体经由灌水器或取水阀排出,部分气体集聚在管线高点无法排出。

2、水中会溶解部分空气,在夏季水温升高,管线内水中溶解的空气会析出,管道内壁的析出空气逐渐集聚在管线高点。

3、由于管线负压被安全阀或进排气阀吸入管道内的气体。

二、进排气阀工作原理

  快速排气阀是利用水对不锈钢浮球的浮力作用特性原理,当排气阀水位上升,在排气的同时,浮球受到水的浮力作用,自动上浮,直到与排气口的密封面接,到一定压时球会自动关闭。当阀内水位降低时,球会随水位下降而下降,这时就会通过排气口向管道注入大量空气。管道在运转时,浮球停在球碗底部,进行大量排气,当管内空气排完,水冲进阀内,经过球碗然后反应浮球,使浮球浮动关闭。管道在正常运转时,如有少量气体会集中到阀内到相当程度,阀内水位下降,浮球随之下降,气体从小孔排出。如水泵停止,随时会产生负压力,浮球随时下降,进行大量吸气确保管路安全。排气状态时,浮筒由于重力作用,将杠杆的一端向下拉下,这时杠杆处于倾斜状态,在杠杆与排气孔接触部分出现空隙,空气就通过此空隙由排气孔排出,随着空气的排出,水位上升,浮筒在水的浮力作用下向上浮起,杠杆上的密封端面逐渐压上排气孔,直至整个排气孔被完全堵住,排气阀这时就完全处于封闭状态。

三、进排气阀设计

  进排气阀必须具备在输水管道内多段水柱气柱相间或存在多个不连续气囊情况下,连续快速(或大量)排出管道内任何一段气体的功能,即在有压条件下,进排气阀内充满气体时,大小排气口均开启排气,充满水时均关闭而不漏水,出现负压时可向输水管道注气。一般情况下,宜每隔0.5-1km设置进排气阀。

1、进排气阀的口径宜取输水管道直径的1/8-1/5,或经下式计算。但排气阀有效排气口径不得小于其公称通径70%。实际选用的口径较计算偏大。

  公式计算出进排气阀口径指有效通气口径,并不是指连接排气阀法兰的直径,大部分进排气阀有效的通气口径要比连接法兰的直径小很多,选用时特别注意。

2、每个排气阀都应设在该管段的最高点,当管道起伏较多时,可根据其起伏高度分析是否需要增加,必须时进行相应的水力计算。如输水管道口径较大,一条输水管道可以并排布设多个进排气阀,达到进排气的效果。

3、较平坦的有压输水管道在充水和运行期间可能有6种水气相间的形态,即层状流、波状流、段塞流、气团流、泡沫流和环状流。工程实践证明,不能保证在管道内任何水流状态下都高速排气,在大多数工况下只能微量排气,是造成有压供水管道排气难的根源,也给输水工程造成了大量爆管事故和巨大的经济损失。因此符合有压供水管排气要求的排气阀,必须具备在管道水气相间的任何压力和状况下,只要阀内充满气体,就可以打开大、小排气口,高速大量的排出管道内存气。

4、当管道直径大于400mm时,应选用双口排气阀。排气阀必须垂直安装。当输水管道直接从水库、蓄水池等自压取水时用弯管代替进排气阀,效果更好。

5、地下输水管道的进排气阀需设置在井内,阀井可以砖砌也可采用钢筋混凝土砌筑,阀井必须有排气出口。严禁阀井内泥沙堵塞进排气阀孔。

6、滴灌、喷灌系统首部枢纽布设在系统的最高处时,可在首部装置上加设进排气阀,同时也要在主干管和各分干管阀门后加设进排气阀。

四:管网系统中气体的危害

1、水阻增大,流量降低;

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2、管道吸扁爆管

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3、爆管:由于气体具有可压缩及膨胀的特性,管道内的气体也会放大水锤的威力,在水锤产生时对管线造成更大的破坏。

4、压力波动较大,导致管道震动,接头漏水。

五:进排气阀的分类:

1、真空阀—用于管线负压快速吸气

2、快速排气阀/吸排气阀—用于管道内快速排气以及吸气)

3、自动排气阀—可自动排出管线内微量析出的空气以及吸气

4、组合式排气阀—可快速排气并自动排出析出空气以及吸气

5、进排气阀功能对比:

六、排气阀常见的布置原则:

1、管线的高点和相对高点(相对于总水头线)

2、管线下降坡度变陡

3、长距离等径管线输水时,长距离水平管线或长距离下降管线时,吸排气阀应每隔数百米安装一个,(300到600米),其主要作用是防止长距离管线因负压的产生而使管线破裂。

4、当管线流速非常低时,在管线中的每隔高点(即时是非常小的高点)都会有气穴形成,或者是管线下降坡度非常陡的时候们也可能会形成气穴。在上述情况下,推荐安装排气阀

5、深井泵及立式离心泵的水泵出口端

6、在过桥管线的两端均需安装

7、在止回阀,隔离阀以及所有管线内安装的有可能关闭的设备的两端均需安装排气阀。在此情况下,设备的一端可能聚集空气而另一端可能产生负压

8、减压设备的下游

9、在所有因压力变化可能产生空气聚集的位置

10、在所有因正常工况或瞬时工况时管线内会产生负压的位置。

11、排气阀经验选型尺寸为管线的1/4。


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