市政供水管網(wǎng)高速進(jìn)排氣閥設計規范在城市供水管線(xiàn)中，一般在管道拱起的高位都安裝有排氣閥。廣東新會(huì )供水股份有限公司有兩個(gè)水廠(chǎng)至城區中心的距離都超過(guò)10km，屬長(cháng)距離、大口徑管道(DN1200)輸水，由于地形地貌復雜，需多處穿越河流、下水道等障礙，沿線(xiàn)共有30多處安裝了排氣閥，閥體材質(zhì)是灰鑄鐵，內部浮球的材質(zhì)是工程塑料，由兩個(gè)半球粘合而成，粘合縫表面較粗糙，塑料容易老化變形，致使閥座與浮球的密封性較差，球體內部容易進(jìn)水而失去排氣作用。高速排氣閥由一個(gè)大的復合式排氣閥加一個(gè)微量排氣閥組成。在傳統的排氣閥上裝有保護筒防止排氣時(shí)閥口被堵，高速進(jìn)排氣閥應用在項目當中能夠防止浮球在高速氣流當中被吹起堵塞排氣口造成閥門(mén)失效，在充水時(shí)高速排氣、在放水時(shí)高速吸氣，壓力下降時(shí)采用微量排氣閥進(jìn)行排氣。 

高速排氣閥產(chǎn)品用途：
高速排氣閥安裝于有可能高速進(jìn)排氣的地方，充水時(shí)高速排除管道中的空氣，在管道放空時(shí)吸入空氣保持排水通暢，管道正常工作時(shí)可以不斷地排除析出的空氣。排氣閥在有可能產(chǎn)生水錘的時(shí)候使空氣自動(dòng)進(jìn)入，避免產(chǎn)生負壓，防止或減緩水錘的危害。

沿線(xiàn)安裝的排氣閥已運行多年，期間缺乏維護和保養，銹蝕嚴重，容易導致管道漏水，因此必須對現有的排氣閥進(jìn)行全面檢修，逐步更換較為技術(shù)*、性能可靠的動(dòng)力式高速進(jìn)排氣閥，提高城市供水管網(wǎng)運行的安全可靠性。

1、市政供水管網(wǎng)高速進(jìn)排氣閥設計規范的原理

由于內部浮球的作用，普通進(jìn)排氣閥都具有充水時(shí)排氣、排水時(shí)吸氣的功能，但在實(shí)際使用過(guò)程中，盡管閥體內部設有護筒，可以抵擋高速氣流的沖擊，但在高速排氣狀態(tài)下閥體內部會(huì )產(chǎn)生高速的擾動(dòng)氣流，在此影響下，浮球所受的氣動(dòng)力大于浮球的重力，浮球就會(huì )被高速氣流吹出堵塞排氣閥口，導致大量空氣滯留在管道內，排氣作用得不到發(fā)揮。

動(dòng)力式高速進(jìn)排氣閥采用一個(gè)特殊的浮球，高速氣流通過(guò)浮球時(shí)，由于浮球后部表面有顯著(zhù)的變化，浮球表面上的附面層一般發(fā)展不穩定，出現附面層分離，并在物體后形成漩渦尾流，此時(shí)物體所受的壓力差阻力很大，并且氣流在浮球的后方由于流通面積的增大，流速變小;根據伯努利方程可知，氣流在浮球后面經(jīng)過(guò)了一個(gè)減速、擴壓過(guò)程;這樣由于浮球上下部分存在壓力差，浮球就會(huì )懸浮在閥體內而不會(huì )被高速空氣流吹出。

在實(shí)際應用中，因為可以定出被空氣吹出的浮球直徑，而水比空氣更容易移動(dòng)較大直徑的浮球，將該比率與合適的閥體入口圓錐度配合在一起，射出的沖擊氣流會(huì )產(chǎn)生比沖撞力更大的吸拉力，導致浮球向下懸浮，并且隨著(zhù)射流速度增大，吸拉力也增大，因此任何速度的氣流都可以順利排出，而不會(huì )發(fā)生浮球被吹出提前關(guān)閉排氣閥的現象。

2、市政供水管網(wǎng)高速進(jìn)排氣閥設計規范的性能與特點(diǎn)

在輸水管道中，排氣閥的排氣量至關(guān)重要，如排氣量太少，往往停水以后再次通水時(shí)，需要較長(cháng)時(shí)間才能恢復原來(lái)的供水能力，排氣量大則可在極短時(shí)間內恢復正常供水能力。動(dòng)力式高速進(jìn)排氣閥的排氣量與行業(yè)標準規定值的對比見(jiàn)表1。表1、動(dòng)力式高速進(jìn)排氣閥的排氣量與行業(yè)標準規定值的比較由表1可知，動(dòng)力式高速進(jìn)排氣閥達到并遠遠超過(guò)了行業(yè)標準要求，在與傳統大口徑進(jìn)排氣閥的比較中，動(dòng)力式高速進(jìn)排氣閥在排氣性能上遠遠優(yōu)于傳統大口徑進(jìn)排氣閥，而進(jìn)氣量可以按照排氣量的80%進(jìn)行換算，這樣無(wú)論是排氣性能還是進(jìn)氣性能，動(dòng)力式高速進(jìn)排氣閥都優(yōu)于傳統高速進(jìn)排氣閥。

判斷排氣閥的性能優(yōu)劣除對閥門(mén)的一般要氣外還有以下3點(diǎn)：①空氣閉閥壓力的大小;②管道中水流溢出時(shí)能否將浮球壓住;③在低壓(0.02Mpa)時(shí)能否密封不漏水。

對于動(dòng)力式高速進(jìn)排氣閥，由于采用了特殊直徑與質(zhì)量的浮球、合適圓錐角度的閥體入口，結構簡(jiǎn)單合理，不會(huì )出現浮球運動(dòng)卡阻現象，經(jīng)反復試驗表明浮球可在任何水壓下平穩關(guān)閉窗口;同時(shí)采用雙線(xiàn)密封結構確保密封良好，試驗中當低壓為0.018Mpa時(shí)浮球就可以緊密壓在閥座上，無(wú)滲漏現象。

3、市政供水管網(wǎng)高速進(jìn)排氣閥設計規范的應用

水錘在長(cháng)距離輸水管道上破壞性，因此安裝的排氣閥必須性能可靠，避免管道中存在氣囊而產(chǎn)生直接或間接水錘。當輸水管道的管材確定后，水錘的壓力增值ΔP主要隨流速Vo增大而增大，在實(shí)際工程設計中可適當降低流速，即通過(guò)加大管徑來(lái)降低水錘的危害。但如果管道中的氣體不及時(shí)排出就會(huì )在某些部位聚成氣囊，使流通面積減少，流速加大導致水錘增加，水錘的危害性也就隨之增大，甚至形成危害更大的水氣彌合水錘，所以在局部的關(guān)鍵點(diǎn)上要安裝合適的排氣閥，將管道中的氣體在水流前方排出。

根據相關(guān)資料，在長(cháng)距離輸水管道中，建議重點(diǎn)在以下位置安裝進(jìn)排氣閥：

① 局部高點(diǎn)——主要的安裝點(diǎn)，由水力坡度確定。

② 在停泵時(shí)有可能出現水柱分離式斷流彌合水錘的部位。

③ 下降坡度變大、變小點(diǎn)——安裝一個(gè)復合式排氣閥。

④ 在長(cháng)距離無(wú)折點(diǎn)上升管段——每400m~800m安裝一個(gè)高速進(jìn)排氣閥。

⑤ 在長(cháng)距離無(wú)折點(diǎn)下降管段——每400m~800m安裝一個(gè)復合式排氣閥。

⑥ 在長(cháng)距離水平線(xiàn)——每400m~800m安裝一個(gè)復合式排氣閥。

在市政供水管網(wǎng)中，尤其在供水管網(wǎng)的末梢和地勢較高的位置通常積聚有氣團，隨著(zhù)管道中的氣體不斷析出，氣團不斷增大，對管網(wǎng)的危害隱患就越大，因此在該位置必須安裝進(jìn)排氣閥裝置。舉個(gè)案例：圭峰泵站工程改造，該泵站是供水管網(wǎng)中的二次加壓泵站，供水量為2000m3/h，由城區北部管網(wǎng)末端供水，供水管徑為DN400，供水壓力為0.18Mpa。按地面高程計算，該處已高出供水廠(chǎng)二級泵房約15m，為節約運行成本，確定降地池和水泵聯(lián)合供水的模式改為水泵從市政管網(wǎng)直抽加壓供水，考慮可能出現的氣阻影響水泵的運行效率，在水泵的進(jìn)水總管上安裝一個(gè)口徑為DN100的動(dòng)力式高速進(jìn)排氣閥，消除了管道中氣阻的影響，確保了高泵站的運行可靠性。