市政給排水管網(wǎng)閥門設計探討

之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應用案例，現(xiàn)在介紹市政給排水管網(wǎng)閥門設計探討閥門是一種“養(yǎng)兵千日，用于一時”的控制設備，平時要求閥門開啟要到位，減少管段的水損失。一旦需要，閥門應能關閉迅速，切流可靠。本文針對城市給水管網(wǎng)中閥門問題，通過調(diào)研與實地考察，對一些具體問題進行了研討，提出建議。隨著我國城市化進程的不斷加快,城市人口越來越多,對城市很重要的供排水問題也越來越被人們重視,城市的供排水包括污水處理等基礎設施,是城市生產(chǎn)和人們生活*的物質(zhì)基礎條件,也是城市經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境建設的重要組成部分,近幾年來我國不斷的加大財政支出,擴大城市供排水的基礎設施建設,使得我國的城市供排水特別是污水處理設施的建設快速發(fā)展,城市供水水平和污水處理能力有了很大的提高。
1、市政給排水管網(wǎng)閥門設計探討閥門在城市給水管網(wǎng)中的功能
城市給水管網(wǎng)主要是把水廠供出的自來水輸配至千家萬戶，滿足城市用水單位及居民對水質(zhì)、水量及水壓的需求，同時要求晝夜不間斷安全正常供水，以確保城市規(guī)劃發(fā)展用水需求，屬城市市政基礎設施之一。故給水管網(wǎng)分布于城市每條街道的每個角落，給水管網(wǎng)的管道長度少至數(shù)十公里，多至數(shù)百公里。
閥門是一種“養(yǎng)兵千日，用于一時”的控制設備，平時要求閥門開啟要到位，減少管段的水損失。一旦需要，閥門應能關閉迅速，切流可靠。閥門的安全正常完好率，主要靠閥門的選型、制造、組裝、啟閉作業(yè)、管理維護使用及管網(wǎng)設計等，當然主要的原因還是閥門的質(zhì)量。工業(yè)及居民供水與人們每天的生活及生產(chǎn)工作息息相關，供水的管網(wǎng)是連接供水企業(yè)和廣大用戶之間的橋梁。供水管網(wǎng)由管道和閥門等各種管道附件、配件所組成的。在日常供水管網(wǎng)的供水量，水壓的調(diào)度和調(diào)配，維修搶修的停水需要，新老管線的連接，管道的沖洗等，都要進行閥門的開啟和關閉，給排水閥門產(chǎn)品的壽命和質(zhì)量對供水管網(wǎng)的正常運行起著至關重要的作用。排水閥門是一種*的水工業(yè)產(chǎn)品，主要應用于城市、建筑、企業(yè)給排水工程、工業(yè)及生活污水處理和水利工程等領域，其中應用較多的主要是各類中低壓閥門，包括各類蝶閥和閘閥其他還有球閥、止回閥、排氣閥、旋塞閥、隔膜閥、減壓閥、調(diào)流閥、排泥閥等。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥排水閥門常用于生活供水、消防系統(tǒng)及工業(yè)給水系統(tǒng)中。用于控制流量、水位等。常見的產(chǎn)品有：100X遙控浮球閥、200X減壓閥、300X緩閉逆式回閥、400X流量控制閥、500X泄壓持壓閥等。以及各種不同用途的減壓閥、止回閥等。排水閥門還可以用于下水管道的排水，有效的控制水位。閥門在市政建筑以及工業(yè)給排水管道系統(tǒng)中得到了廣泛應用，用于控制流體（原水、清水、污水、海水等）的壓力、流量和流向。
我國自來水行業(yè)已度過建設期，進入以服務業(yè)為主體的成熟階段。截至到2009年，我國城鎮(zhèn)公共水廠已達4，000多座，城市供水能力2.66億立方米/日。截至2010年底，我國供水管道總長達56.2萬公里，較2005增加18.3萬公里，年均增長8.2%左右，對應的給水閥門市場需求約105.50億元。
污水處理
工業(yè)及生活污水處理領域
污水處理及水循環(huán)利用屬于環(huán)保領域的重要組成部分。隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展和居民生活水平的提高，每年的工業(yè)污水及生活污水排放量也在不斷增大。2004年以來，我國污水處理市場產(chǎn)能快速擴張，污水日處理能力呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。2009年，我國已建成城鎮(zhèn)污水處理廠2，000多座，日處理能力已經(jīng)達到9，958萬立方米，同比增長了9.8%，較2004年增加了一倍。
據(jù)統(tǒng)計，2010年，全國污水排放總量達到750億噸，對應的污水處理設施固定投資也在不斷加大。截至2010年底，我國排水管道總長達39.1萬公里，較2005年增加15萬公里，年均增長10.2%左右，對應的排水閥門需求達到68.1億元。
水利工程
納入水利基本建設管理的各類防洪、排澇、灌溉、供排水、水力發(fā)電、水土保持、水資源保護等工程的建設，也是給排水閥門的重要應用領域。
2、問題研討
目前，國內(nèi)多家自來水公司管網(wǎng)閥門使用情況及多家閥門制造廠問題不少。城市供水管網(wǎng)中的閥門并不頻繁使用，常處于待命狀態(tài)，一旦召喚，常常出現(xiàn)問題。因此，在閥門選型、閥門檢驗、閥門組裝、閥門管理上均有許多值得商討的內(nèi)容。

2.1市政給排水管網(wǎng)閥門設計探討閥門的選型
蝶閥一般用于供水管網(wǎng)中管道的覆土深度較淺，且口徑較大管道；對覆土深度影響不大的，盡量選配閘閥，致于口徑的分界線應各地按具體情況考慮。近幾年蝶閥與閘閥的使用情況來看，蝶閥故障的出現(xiàn)比閘閥高，因此只要條件許可，積極使用閘閥。
2.2閥門的材質(zhì)
（1）目前，給水管網(wǎng)中管材、管件均推廣使用球墨鑄鐵，閥門的閥體、閥蓋、變速傳動箱也應使用球墨鑄鐵，提高閥門鑄件的質(zhì)量，減小閥門的自重，特別是閥板應使用球鐵件。閥體各個部位厚薄不一，從而加大了鑄件球化的難度，生產(chǎn)廠家應采取必要措施，使鑄件質(zhì)量得到保障。當今，閥體球墨鑄鐵理化指標多數(shù)廠家控制不嚴格，常用型砂翻鑄，多以機械加工成型，閥門的質(zhì)量很難保證。
（2）閥桿建議一律采用2CR13不銹鋼材。
（3）閥桿、螺母的鑄造建議采用鑄鋁黃銅或鑄鋁青銅，且螺母的強度及硬度應大于閥桿。

2.3閥門的啟閉力矩
設計中，工作壓力下閥門的啟閉力矩應小于240Nm，這樣人工或機具才能輕便地啟閉閥門。目前閥門結構設計還存在很多問題，制造廠家應予以優(yōu)化。比如說：目前許多廠家生產(chǎn)的閥門僅僅靠變速傳動箱的變速比，增加啟閉轉數(shù)的方式來減少啟閉力矩，這是遠遠不夠的，減少閥門的啟閉力矩主要依靠閥門活動部件接觸面的光潔度、部件組合的同心度的提高，這樣才可以更好地減少閥門啟閉的阻力。
2.4閥桿的密封填料
閥桿的密封填料如果出現(xiàn)問題，小則會引起閥門的滴漏，大則需要停水維護，其不但影響居民的正常用水而且對供水公司造成嚴重的損失。因此，閥桿密封填料的耐久性問題是非常必要，用料既要滿足不易老化，又要滿足使用中磨損小的要求。由于管網(wǎng)中閥門處于休眠狀態(tài)，啟閉少，因此密封填料應做到數(shù)十年不更換。

2.5閥門的變速傳動箱
為減少大口徑閥門的啟閉力矩，許多閥門配備了變速傳動箱。這一部件在閥門的使用中非常關鍵，廠家制造中十分注意：
①變速傳動箱箱體上啟閉限位裝置的調(diào)節(jié)螺帽應置于箱體內(nèi)；
②箱體結構必須小巧、牢固，即使出現(xiàn)過度啟閉操作，箱體也能保持原狀；
③傳動結構設計須精巧，啟閉時不能上下竄動，產(chǎn)生負荷時傳動部件咬合正常，不出現(xiàn)分離打滑現(xiàn)象，只能帶動閥軸旋轉；
④變速傳動箱容易被水浸泡，或閥軸填料處漏水也會使變速傳動箱遇水，所以箱體的密封措施需要保障。
2.6閥門的操作機構
市政給水管網(wǎng)的管道一般是暗埋，設井保護閥門，不采用明桿閥門，然而閥門的啟閉要求地面作業(yè)。因此，閥門啟閉端應設方榫帽。閥門啟閉方向一律是順時針旋轉關閥。閥門啟閉度的標示盤應從地面上就能清晰觀察，該盤的鑄件上鑄造相應的刻度，并刷上熒光粉，使其在暗井中更加醒目。安裝前需調(diào)試好指針與啟閉限位的刻度，并鎖定。

2.7閥門的性能以及測試
在評價閥門的性能與性能測試時，主要注意以下幾個方面：
①工作水壓下閥門依然能輕便、靈活地啟閉，用扭矩搬手在工作水壓下檢測開啟力矩；
②若金屬密封的蝶閥在1.1倍工作水壓下，任然不滲漏或滴漏，兩側輪流承壓、分別檢測，且多次啟閉效果同樣、達標則該閥門關閉嚴密性能符合標準要求。制造廠家或有檢測資質(zhì)的單位對不同類型、各種口徑、的閥門進行帶負荷啟閉的壽命檢測時應包括閥軸密封效果的評價；
③閥門的選用時需在檢測資格的單位對不同類型、各種口徑的閥門進行流阻系數(shù)的測定。一般來說過閥門的流能力要求強。蝶閥要求更高，蝶板的過流有效面積大、過流阻力要?。?br />④閥體承內(nèi)水壓的能力與管道承壓一致，在閥門開啟的狀態(tài)下，管道能承受的試驗壓力，閥門也能承受。

2.8閥門的外防腐與內(nèi)襯
閥門安裝在閥井內(nèi)，地下水位高時浸泡在水中或處于潮濕的空間。因此，閥門的防銹蝕非常必要。閥門是為居民輸送飲水的重要設備，閥體的內(nèi)襯材料必須具有：無毒環(huán)保，耐腐蝕、耐磨，要光滑整潔的特性，減小水流阻力。其中蝶閥的要求更高，由于蝶板、壓板、螺栓、蝶板材質(zhì)不同，如果內(nèi)襯處理不當，一旦出現(xiàn)電化學腐蝕，鐵銹延將會伸至密封面，使閥門的密封效果受到嚴重影響。因此，閥門（蝶閥）的內(nèi)襯要進行完善復蓋，并檢查合格。目前，的處理方法是先將閥體、閥蓋、變速傳動箱體內(nèi)、外拋丸清砂，再對閥門的各個部位作靜電噴涂無毒環(huán)氧樹脂。
2.9閥門的組裝
在閥門與管道連接一側安裝可固位伸縮器可便于閥門的裝拆，對于DN400mm的閥門可采用單盤連軸器（活法蘭）代替固位伸縮器。

2.9.2管道施工完畢，閥門再進入工地安裝
管道施工工期較長，部分施工負責人擔心材料供應的問題，往往開工時就把閥門等附屬設備運到工地，甚至按安裝樁號運至現(xiàn)場，使得閥門在無人監(jiān)管的情況下，在工地上日曬雨淋數(shù)月，產(chǎn)生各種問題和隱患。因此，管道施工過程中，先用雙平替代管的方式連接，待管道施工完畢后，閥門井砌筑后（井上預制鋼筋混凝土板未蓋上），才能將閥門運至工地逐個安裝就位，待閥門調(diào)試合格后進行砌井的收尾工作。
2.9.3閥門組裝后的檢測、驗收
閥門現(xiàn)場組裝完成后，監(jiān)理驗收人員應根據(jù)設計圖紙的要求對組裝情況進行嚴格檢查，如若發(fā)現(xiàn)不符合圖紙要求、不符合運行管理需要、啟閉指示讀數(shù)與實際啟閉情況不符、啟閉轉數(shù)與說明書不一致等任何一種情況需及時要求施工單位更正或返工；對于大口徑管道監(jiān)理驗收人員應鉆入管內(nèi)檢查與清洗密封面；檢驗合格后，作好詳細的驗收記錄，建立閥門技術檔案，以便日后查詢及維護。
 
2.10市政給排水管網(wǎng)閥門設計探討閥門的運行管理
閥門的良好啟閉，不僅需要恰當選擇閥門型號、閥門自身的質(zhì)量優(yōu)良、安裝施工中的細心，更重要的是周到的閥門管理。良好的運行管理主要表現(xiàn)在齊備的技術資料、周到的閥門運行管理、良好的閥井狀況三個方面：
2.10.1閥門的技術資料
齊備的閥門的技術資料，包括閥門的詳細出廠說明書；廠家及有資質(zhì)的檢驗單位的檢驗合格單；明確的閥門組裝及位置卡片；詳細的閥門檢修記錄表。當街道出現(xiàn)變遷時，閥門卡片也應隨街道的變遷及時更新，建立GIS管理系統(tǒng)對閥門的技術資料進行管理。
2.10.2周到的閥門運行管理
周到的閥門運行管理要求包括：淤閥門關閉的嚴密度；于閥門軸桿密封填料的嚴密度；盂啟閉閥門的輕便度，指示盤的完好度。日常管理工作包括：淤完善閥門啟閉操作單的報批記錄及操作記錄的管理；于完善閥門定期周檢的啟閉記錄。未操作閥門，應根據(jù)設計單上其口徑的大小，制定出定出必要的周檢周期。運行管理中如發(fā)現(xiàn)故障應及時找出故障原因，并根據(jù)故障的大小提出相應維修計劃，及時解決問題。

2.10.3市政給排水管網(wǎng)閥門設計探討閥井狀況
閥井的運行管理主要包括：淤閥井砌筑是否與設計要求相符合，出現(xiàn)問題及時檢修；于井蓋有沒有出現(xiàn)破損現(xiàn)象是否完好地與路面銜接，出現(xiàn)問題及時檢修；盂檢查操作閥門的孔位是否準確，發(fā)現(xiàn)問題及時檢修；榆檢查井內(nèi)是否有雜物及污水，有雜物、污水及時清理處理；虞閥門表面是否有銹斑，有銹斑及時維護。由于閥井是密閉的空間，二氧化碳含量會逐漸升高容，易形成缺氧，維修人員進行井下作業(yè)前需進行強鼓風、換氣等措施，確保工作人員的生命安全。如果條件許可，空氣對流的技術措施可應用在大口徑閥門井之中。當今，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的飛速發(fā)展，如果閥門的管理能應用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)將會使閥門的管理輕松便捷；閥井建立時應該建立詳細的閥井坐標數(shù)據(jù)；閥門的運行管理需提出詳細的評定檢查細則及評分標準，強化管理，將管理的措施落到實處。與本文相關的論文：自力式煤氣調(diào)壓閥組?