南平山区供水管网排气问题的分析及排气阀设置的探讨

南平山区供水管网排气问题的分析及排气阀设置的探讨

刘莲琴

刘莲琴

（南平水务发展有限公司，353000）

【摘要】通过对供水管网在通水和运行过程中，一些容易被忽略排气的地方和考虑不周全的地方产生爆管漏水的典型事例分析，对管道的存气地点进行分析和排气阀设置地点研究，以解决排气不畅产生的问题。

【关键词】供水管网；存气；排气阀设置

引言

在给水工程中，不论在输水管、配水管中，只要混入空气就有可能引起各类事故。供水管网首次通水或因故停水管道放空后再次充水，管道流量调过快，水泵吸水管和叶轮内因运行产生的负压，以及水在流动过程中气体的释放，都能使管道中产生气体。供水管网排气不畅，就会引发爆管、漏水、增加动力消耗等事故和危害。在对排气阀的设置上，我们往往局限于局部最高点、长距离无凸起点的管段每隔一定距离设置排气、间隔1000m左右设一处通气设施这样的设置方式。然而，在一些容易被忽略排气和考虑不周全的地方，由于管道存气诱发爆管、异形管拔出漏水、管道流量减少甚至断流的事故却很多。

1．典型管道存气产生事故调查与分析

1.1管网中小的凸起部分和坡顶处容易被忽略排气

南平是山城，高低起伏较大，采用分区供水，14平方公里的范围内有加压泵站16座。市区内配水管网一般在起伏大的隆起处安装排气阀，管网中有很多较小的凸起部分，由于配水管网上的居民大量用水，空气会和水同时排出，排气不畅而发生事故较少。随着新旧管网连接、改造和供水管网不断向城市周边延伸，在突然停电或水泵故障停机时，管网中小的凸起部分和坡顶处容易被忽略排气的地方，因排气不畅而引发的事故就越发显现出来。比如在地形较平坦的地方，在敷设管道中，发现已有的其他埋设是该管道敷设的障碍，为跨跃这些障碍会把管道安装成（见图1），施工过程中认为最高点已设排气阀，小的凸起部分不用特别注意去设置排气阀。在地势存在高差，距离短的管道施工过程中，认为最高点已设排气阀，下游侧隆起处不用设排气阀（见图2）。

当管道因故停水导致放空后再次通水时，操作人员即使在有意识缓慢开闭阀门的情况下，阀门1附近的点1发生了异形管拔管漏水事故，阀门3附近的点2发生爆管事故。人工维修时，均反映上述两点位置都有大量的气体排出。可见，点1那样的小凸起部分和点2管道上坡的坡顶都会排气不畅而存气，当管道通水时开闭阀门时，管道中流速产生变化引起水击，管道中的存气则增强水击作用，产生高的压力，导致爆管和异形管拔管漏水。

1.2重力式输水管道工程排气考虑不周全产生爆管漏水

罗源水厂至炉下镇输水管道工程，由罗源水厂清水池重力流供水，输水管道全长经13.35公里，总落差约194m，中途设减压池2座，全线采用DN250球墨铸铁管。全线设置DN100快速排气阀6把，其中4把设置于输水管线的驼峰处，2把设置于过桥管道上游。

管道建成通水时，500T减压池进水管发生钢管沿焊缝断裂，闸阀阀体被打破的严重事故。分析其原因，从桩号1+902到桩号2+720顺着水流方向地形是下降的，坡度为56.2‰，而管道经90度弯头进入减压池地块后，管道变为平直，坡度几乎为零。坡度由陡突然变平缓，使平直段管道排气极为不畅，引起管道气堵，当多功能水力阀关闭瞬间，水击伴随着管道内的断流，产生巨大破坏。我们采取了在水平90度弯头变坡处安装DN100快开排气阀的措施，进水管处排气问题得到完全解决。

该条输水管道在运行过程中，发现500T减压阀向1000T减压池输水过程中，出现供水流量变小，地势低处水压低、快速排气阀浮球被打破漏水的情况。分析其原因，一是500T减压池到桩号4+727段利用500T减压池处在该段最高位置来排气，减压池处未设排气阀，空气排入水池，水池中的空气又与水流一并流入管道，管道中的气体一直存在。二是根据经验发现，重力流输水遇到顺着水流方向地形是下降的，并且下降的地形成∽形，气体容易在∽形的中部形成波状流及段塞流。我们采取了在500T减压池的出水口安装DN100排气阀和在∽形的中部靠上游处安装DN100排气阀的措施后，出现的问题得以解决，供水量和水压一直保持稳定。

2、管道存气地点的分析

（1）管道坡顶。对于有坡度管道，气体在水中一般都是上行的，很容易在坡顶发生聚集。

（2）管道小的凸起部分。一般的管道都有些高低不平，凸起的位置容易存气产生气囊。

（3）管径变化处和管道交叉处。当水流速度不大时，气体会聚集无法被水流带走，形成气囊。

（4）逆坡管道和沿水流下降的∽形地形的中部。逆坡管道水向下流而气泡向上运动，当浮力不足以克服水流推力时，气体便聚集。气体容易在∽形地形的中部形成波状流及段塞流。

（5）管道变坡处。管道变坡，产生憋气，排气不畅。

3、排气阀设置地点

（1）多起伏的管道，应在各高点位置设置排气阀。

（2）离闸阀或离水泵较近的管道小的凸起部分。一般的管道都有些高低不平，我们需要慎重排气。离闸阀或离水泵较近的管道小的凸起部分，容易水击伴随着气体产生破坏。可采用微量排气阀。

（3）下降坡度变大点、上升坡度变小点，应在变点位置设置排气阀。

（4）长距离顺着水流地形下降的逆坡管道，宜间距不超过1000米布置排气阀。

（5）沿着水流下降的∽形地形，可以适当安装排气阀。

4、结语

供水管道的排气顺畅是保证供水管网安全运行的重要指标，在设计和施工过程中要加强对其重视。管道的排气是一个非常重要且复杂的问题，它需要我们从工程实践中吸取经验，综合全面地考虑，合理布置排气阀，使排气效果达到最佳。

参考文献：

[1]靳卫华、李志鹏，排气阀的结构特点与应用研究给水排水2008，（7），112~115

[2]张金承、杨照明，阿拉山口供水工程进排气阀设置及特殊地形段进排气阀确定方法水利建设与管理，2010（10），11-13