自控閥在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

王君

摘要：介紹了一種新型閥門在供水企業(yè)的心臟——加壓泵房中

的應(yīng)用，并對自控閥的安全性、可靠性、穩(wěn)定性、自動化等性能在供水系統(tǒng)中發(fā)揮的作用進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：供水系統(tǒng) 智能 自控

0 引言

同煤集團(tuán)供水分公司現(xiàn)擁有22座加壓站，擔(dān)負(fù)著整個集團(tuán)公司生產(chǎn)、生活用水，由于供水分公司大部分加壓站閘閥、止回閥已超過使用年限，導(dǎo)致閥門關(guān)閉不嚴(yán)，且損壞率極高，這種狀況嚴(yán)重影響著公司供水設(shè)備的安全，以及供水的穩(wěn)定性。為此供水分公司選用先進(jìn)的自控閥，對超過使用年限的閘閥、止回閥進(jìn)行更新改造。

1 自控閥的原理和技術(shù)特點(diǎn)

自控閥分為三個部分：主閥體、膜片控制室及旁通管，以膜片為界，膜片以上為上腔，與排水管道相連通，膜片以下為下腔，與閥門進(jìn)水口管道相連接，小閥板固定在閥桿上，大閥板在閥桿上上下滑動。

當(dāng)電機(jī)啟動后，閥門進(jìn)口處壓力逐漸增加，壓力水：

①產(chǎn)生推動大閥板向上的力，此時閥門不能立即打開（因為膜片控制上腔有背壓）。②壓力通過旁通管進(jìn)入膜片控制腔下腔。隨著下腔進(jìn)水量增加，當(dāng)下腔的壓力大于上腔的壓力時，下腔壓力水推動膜片往上移動，這時小閥板沒有對大閥板施加壓力。③大閥板有一種力推動其往上移動，在這兩個力的作用下，閥門逐漸打開，從而達(dá)到啟泵時輕載、閉閘、緩開的目的。當(dāng)突然停電或事故停泵或正常停泵時，閥門進(jìn)水口處壓力水流速降低，大閥板也隨之下降，當(dāng)其流速為零時（即進(jìn)水口處流速為零時），大閥板由于自身重力而迅速關(guān)閉（時間3s～5s），可防止大部分水倒流，此時閥門前后形成一種水壓差，壓力水一方面通過小閥板底部的三條泄壓槽進(jìn)行泄壓。④壓力水從旁通管進(jìn)入膜片控制室上腔（此過程為吸壓腔，能有效吸收一部分水能量），當(dāng)上腔壓力水大于下腔時，壓力水推動膜片往下移動，當(dāng)下腔壓力水全部被擠出來時，小閥板緩緩下降，恢復(fù)到待機(jī)狀態(tài)，此過程中緩閉時間可調(diào)節(jié)（3s～150s），屆時閥板已全部關(guān)閉，滴水不漏。

技術(shù)特點(diǎn)：①安全性能好：通過智能緩開器的動作來控制閥門在絕對預(yù)設(shè)壓力值下閉閘開啟。②自動化程度高：不用人工，不用電力，完全自動。③結(jié)構(gòu)簡單：易損件少，安裝維護(hù)方便，基本無需調(diào)試便可達(dá)到滿意效果。④可靠性能高：關(guān)鍵部位均采用特殊材質(zhì)，閥門的啟閉動作靈活可靠，關(guān)閉嚴(yán)密不泄露。⑤技術(shù)先進(jìn)：該設(shè)備采用國際最新的正雙偏心技術(shù)（可自動）、嵌入式密封環(huán)技術(shù)、橡膠擠壓密封技術(shù)、可調(diào)式閉閘控制技術(shù)。

技術(shù)參數(shù)：

公稱壓力：1.0Mpa～1.6Mpa 壓力損失：<0.03Mpa

緩開時間：1～50秒 緩閉時間：3～150 秒

水錘峰值：≤1.5倍工作壓力

膜片疲勞次數(shù)：200萬次以上

正因為其停機(jī)時具有速閉、線性泄壓、吸壓腔及緩閉等四種水錘消除功能，故停機(jī)時無一點(diǎn)響聲產(chǎn)生，效果很好。

2 應(yīng)用情況及效益

通過改造后的運(yùn)行情況表明，自控閥可以代替多個閥門，即只安一閥便可完全替代閘閥、微阻緩閉止回閥及水錘消除器的全部功能，其功效完全符合供水要求。2011年底供水分公司已在白家灣站、狼兒溝站、北山站和時莊水廠四個站點(diǎn)安裝了12臺自控閥，其經(jīng)濟(jì)效益、社會效益顯著。

2.1 自2004年北山站第一臺自控閥更新改造后至今，未進(jìn)行過任何維修，真正達(dá)到了零維護(hù)，而傳統(tǒng)的閘閥和止回閥每年至少需固定維護(hù)保養(yǎng)四次，每次的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用都在2000元左右，其中維修率按30%計算，每次維修用配件成本約500元，故通過改造每年可節(jié)約維護(hù)保養(yǎng)、維修及人工等費(fèi)用約5.2萬元。

2.2 經(jīng)過改造后，消除了水錘，爆管事故的發(fā)生明顯降低，減少了因搶修管道、更換閥門造成的停水時間。改造的四個站的平均出水量約為600m3/h，每次從發(fā)現(xiàn)爆管事故到搶修完成恢復(fù)供水的停水時間約為24h，一年可減少事故按4次計算，平均每年增加供水量5.76萬噸，故僅此一項，經(jīng)此次技術(shù)改造后每年就可挽回?fù)p失40.03萬元。

2.3 搶修管道所需的材料、配件成本、挖掘機(jī)等車輛產(chǎn)生的費(fèi)用及占地費(fèi)用平均每次約為3萬元，改造后每年可節(jié)約費(fèi)用12萬元。

2.4 此項技術(shù)改造帶來的社會效益也是十分顯著的。

①使用傳統(tǒng)的閘閥和止回閥，每次啟閉閥都需司泵工下泵房操作，受噪聲危害較大，經(jīng)改造后，司泵工只需在操作間進(jìn)行觀察和操作即可，大大降低了勞動強(qiáng)度和噪聲污染導(dǎo)致的職業(yè)病危害。②由于搶修管道的次數(shù)減少，降低了因搶修占地、封路等帶來的社會影響。③使用自控閥能夠最大限度的保障供水的安全和穩(wěn)定，在2012年8月份大斗溝站給四老溝站送水管線上發(fā)生的一起爆管事故，就是由于突然停電引發(fā)了水錘事故導(dǎo)致管道的承插口破裂，使得四老溝礦及以上各礦的生產(chǎn)、生活用水受到影響。經(jīng)過改造后，完全可以避免此類事故的發(fā)生，從而保障整個同煤集團(tuán)正常的生產(chǎn)、生活用水及冬季的供暖需求。

3 應(yīng)用前景

供水分公司目前還有大部分超過使用年限的閘閥和止回閥，將根據(jù)具體情況，逐步對其進(jìn)行改造，同時供水分公司正逐步向調(diào)度遠(yuǎn)程實時監(jiān)控的方向發(fā)展，選用的增壓泵自控閥能夠通過加裝GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，進(jìn)行遠(yuǎn)距離的實時監(jiān)控，為下一步實現(xiàn)遠(yuǎn)程大規(guī)模精確流量集中控制提供條件。

4 結(jié)語

自控閥可完全替代閘閥、止回閥及水錘消除器的全部功能，并能有效的消除水錘，降低事故發(fā)生率，使供水系統(tǒng)安全、平穩(wěn)運(yùn)行。隨著同煤集團(tuán)的做大做強(qiáng)，供水分公司將面臨更多復(fù)雜地形、復(fù)雜環(huán)境的供水任務(wù)，自控閥的應(yīng)用將具有更加廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]深圳市水務(wù)集團(tuán)有限公司.供水管道工[M].中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[2]張漢林，張清雙，胡遠(yuǎn)銀.閥門手冊：使用與維修[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[3]李波.增壓泵自控閥在加壓泵房的應(yīng)用[J].山西建筑，2004.