市政给排水管网阀门设计探讨

之前介绍SY42AX煤矿水管路减压阀应用案例，现在介绍市政给排水管网阀门设计探讨阀门是一种“养兵千日，用于一时”的控制设备，平时要求阀门开启要到位，减少管段的水损失。一旦需要，阀门应能关闭迅速，切流可靠。本文针对城市给水管网中阀门问题，通过调研与实地考察，对一些具体问题进行了研讨，提出建议。随着我国城市化进程的不断加快,城市人口越来越多,对城市很重要的供排水问题也越来越被人们重视,城市的供排水包括污水处理等基础设施,是城市生产和人们生活*的物质基础条件,也是城市经济发展和环境建设的重要组成部分,近几年来我国不断的加大财政支出,扩大城市供排水的基础设施建设,使得我国的城市供排水特别是污水处理设施的建设快速发展,城市供水水平和污水处理能力有了很大的提高。
1、市政给排水管网阀门设计探讨阀门在城市给水管网中的功能
城市给水管网主要是把水厂供出的自来水输配至千家万户，满足城市用水单位及居民对水质、水量及水压的需求，同时要求昼夜不间断安全正常供水，以确保城市规划发展用水需求，属城市市政基础设施之一。故给水管网分布于城市每条街道的每个角落，给水管网的管道长度少至数十公里，多至数百公里。
阀门是一种“养兵千日，用于一时”的控制设备，平时要求阀门开启要到位，减少管段的水损失。一旦需要，阀门应能关闭迅速，切流可靠。阀门的安全正常完好率，主要靠阀门的选型、制造、组装、启闭作业、管理维护使用及管网设计等，当然主要的原因还是阀门的质量。工业及居民供水与人们每天的生活及生产工作息息相关，供水的管网是连接供水企业和广大用户之间的桥梁。供水管网由管道和阀门等各种管道附件、配件所组成的。在日常供水管网的供水量，水压的调度和调配，维修抢修的停水需要，新老管线的连接，管道的冲洗等，都要进行阀门的开启和关闭，给排水阀门产品的寿命和质量对供水管网的正常运行起着至关重要的作用。排水阀门是一种*的水工业产品，主要应用于城市、建筑、企业给排水工程、工业及生活污水处理和水利工程等领域，其中应用较多的主要是各类中低压阀门，包括各类蝶阀和闸阀其他还有球阀、止回阀、排气阀、旋塞阀、隔膜阀、减压阀、调流阀、排泥阀等。
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀排水阀门常用于生活供水、消防系统及工业给水系统中。用于控制流量、水位等。常见的产品有：100X遥控浮球阀、200X减压阀、300X缓闭逆式回阀、400X流量控制阀、500X泄压持压阀等。以及各种不同用途的减压阀、止回阀等。排水阀门还可以用于下水管道的排水，有效的控制水位。阀门在市政建筑以及工业给排水管道系统中得到了广泛应用，用于控制流体（原水、清水、污水、海水等）的压力、流量和流向。
我国自来水行业已度过建设期，进入以服务业为主体的成熟阶段。截至到2009年，我国城镇公共水厂已达4，000多座，城市供水能力2.66亿立方米/日。截至2010年底，我国供水管道总长达56.2万公里，较2005增加18.3万公里，年均增长8.2%左右，对应的给水阀门市场需求约105.50亿元。
污水处理
工业及生活污水处理领域
污水处理及水循环利用属于环保领域的重要组成部分。随着国内经济的快速发展和居民生活水平的提高，每年的工业污水及生活污水排放量也在不断增大。2004年以来，我国污水处理市场产能快速扩张，污水日处理能力呈现逐年增加的趋势。2009年，我国已建成城镇污水处理厂2，000多座，日处理能力已经达到9，958万立方米，同比增长了9.8%，较2004年增加了一倍。
据统计，2010年，全国污水排放总量达到750亿吨，对应的污水处理设施固定投资也在不断加大。截至2010年底，我国排水管道总长达39.1万公里，较2005年增加15万公里，年均增长10.2%左右，对应的排水阀门需求达到68.1亿元。
水利工程
纳入水利基本建设管理的各类防洪、排涝、灌溉、供排水、水力发电、水土保持、水资源保护等工程的建设，也是给排水阀门的重要应用领域。
2、问题研讨
目前，国内多家自来水公司管网阀门使用情况及多家阀门制造厂问题不少。城市供水管网中的阀门并不频繁使用，常处于待命状态，一旦召唤，常常出现问题。因此，在阀门选型、阀门检验、阀门组装、阀门管理上均有许多值得商讨的内容。

2.1市政给排水管网阀门设计探讨阀门的选型
蝶阀一般用于供水管网中管道的覆土深度较浅，且口径较大管道；对覆土深度影响不大的，尽量选配闸阀，致于口径的分界线应各地按具体情况考虑。近几年蝶阀与闸阀的使用情况来看，蝶阀故障的出现比闸阀高，因此只要条件许可，积极使用闸阀。
2.2阀门的材质
（1）目前，给水管网中管材、管件均推广使用球墨铸铁，阀门的阀体、阀盖、变速传动箱也应使用球墨铸铁，提高阀门铸件的质量，减小阀门的自重，特别是阀板应使用球铁件。阀体各个部位厚薄不一，从而加大了铸件球化的难度，生产厂家应采取必要措施，使铸件质量得到保障。当今，阀体球墨铸铁理化指标多数厂家控制不严格，常用型砂翻铸，多以机械加工成型，阀门的质量很难保证。
（2）阀杆建议一律采用2CR13不锈钢材。
（3）阀杆、螺母的铸造建议采用铸铝黄铜或铸铝青铜，且螺母的强度及硬度应大于阀杆。

2.3阀门的启闭力矩
设计中，工作压力下阀门的启闭力矩应小于240Nm，这样人工或机具才能轻便地启闭阀门。目前阀门结构设计还存在很多问题，制造厂家应予以优化。比如说：目前许多厂家生产的阀门仅仅靠变速传动箱的变速比，增加启闭转数的方式来减少启闭力矩，这是远远不够的，减少阀门的启闭力矩主要依靠阀门活动部件接触面的光洁度、部件组合的同心度的提高，这样才可以更好地减少阀门启闭的阻力。
2.4阀杆的密封填料
阀杆的密封填料如果出现问题，小则会引起阀门的滴漏，大则需要停水维护，其不但影响居民的正常用水而且对供水公司造成严重的损失。因此，阀杆密封填料的耐久性问题是非常必要，用料既要满足不易老化，又要满足使用中磨损小的要求。由于管网中阀门处于休眠状态，启闭少，因此密封填料应做到数十年不更换。

2.5阀门的变速传动箱
为减少大口径阀门的启闭力矩，许多阀门配备了变速传动箱。这一部件在阀门的使用中非常关键，厂家制造中十分注意：
①变速传动箱箱体上启闭限位装置的调节螺帽应置于箱体内；
②箱体结构必须小巧、牢固，即使出现过度启闭操作，箱体也能保持原状；
③传动结构设计须精巧，启闭时不能上下窜动，产生负荷时传动部件咬合正常，不出现分离打滑现象，只能带动阀轴旋转；
④变速传动箱容易被水浸泡，或阀轴填料处漏水也会使变速传动箱遇水，所以箱体的密封措施需要保障。
2.6阀门的操作机构
市政给水管网的管道一般是暗埋，设井保护阀门，不采用明杆阀门，然而阀门的启闭要求地面作业。因此，阀门启闭端应设方榫帽。阀门启闭方向一律是顺时针旋转关阀。阀门启闭度的标示盘应从地面上就能清晰观察，该盘的铸件上铸造相应的刻度，并刷上荧光粉，使其在暗井中更加醒目。安装前需调试好指针与启闭限位的刻度，并锁定。

2.7阀门的性能以及测试
在评价阀门的性能与性能测试时，主要注意以下几个方面：
①工作水压下阀门依然能轻便、灵活地启闭，用扭矩搬手在工作水压下检测开启力矩；
②若金属密封的蝶阀在1.1倍工作水压下，任然不渗漏或滴漏，两侧轮流承压、分别检测，且多次启闭效果同样、达标则该阀门关闭严密性能符合标准要求。制造厂家或有检测资质的单位对不同类型、各种口径、的阀门进行带负荷启闭的寿命检测时应包括阀轴密封效果的评价；
③阀门的选用时需在检测资格的单位对不同类型、各种口径的阀门进行流阻系数的测定。一般来说过阀门的流能力要求强。蝶阀要求更高，蝶板的过流有效面积大、过流阻力要小；
④阀体承内水压的能力与管道承压一致，在阀门开启的状态下，管道能承受的试验压力，阀门也能承受。

2.8阀门的外防腐与内衬
阀门安装在阀井内，地下水位高时浸泡在水中或处于潮湿的空间。因此，阀门的防锈蚀非常必要。阀门是为居民输送饮水的重要设备，阀体的内衬材料必须具有：无毒环保，耐腐蚀、耐磨，要光滑整洁的特性，减小水流阻力。其中蝶阀的要求更高，由于蝶板、压板、螺栓、蝶板材质不同，如果内衬处理不当，一旦出现电化学腐蚀，铁锈延将会伸至密封面，使阀门的密封效果受到严重影响。因此，阀门（蝶阀）的内衬要进行完善复盖，并检查合格。目前，的处理方法是先将阀体、阀盖、变速传动箱体内、外抛丸清砂，再对阀门的各个部位作静电喷涂无毒环氧树脂。
2.9阀门的组装
在阀门与管道连接一侧安装可固位伸缩器可便于阀门的装拆，对于DN400mm的阀门可采用单盘连轴器（活法兰）代替固位伸缩器。

2.9.2管道施工完毕，阀门再进入工地安装
管道施工工期较长，部分施工负责人担心材料供应的问题，往往开工时就把阀门等附属设备运到工地，甚至按安装桩号运至现场，使得阀门在无人监管的情况下，在工地上日晒雨淋数月，产生各种问题和隐患。因此，管道施工过程中，先用双平替代管的方式连接，待管道施工完毕后，阀门井砌筑后（井上预制钢筋混凝土板未盖上），才能将阀门运至工地逐个安装就位，待阀门调试合格后进行砌井的收尾工作。
2.9.3阀门组装后的检测、验收
阀门现场组装完成后，监理验收人员应根据设计图纸的要求对组装情况进行严格检查，如若发现不符合图纸要求、不符合运行管理需要、启闭指示读数与实际启闭情况不符、启闭转数与说明书不一致等任何一种情况需及时要求施工单位更正或返工；对于大口径管道监理验收人员应钻入管内检查与清洗密封面；检验合格后，作好详细的验收记录，建立阀门技术档案，以便日后查询及维护。
 
2.10市政给排水管网阀门设计探讨阀门的运行管理
阀门的良好启闭，不仅需要恰当选择阀门型号、阀门自身的质量优良、安装施工中的细心，更重要的是周到的阀门管理。良好的运行管理主要表现在齐备的技术资料、周到的阀门运行管理、良好的阀井状况三个方面：
2.10.1阀门的技术资料
齐备的阀门的技术资料，包括阀门的详细出厂说明书；厂家及有资质的检验单位的检验合格单；明确的阀门组装及位置卡片；详细的阀门检修记录表。当街道出现变迁时，阀门卡片也应随街道的变迁及时更新，建立GIS管理系统对阀门的技术资料进行管理。
2.10.2周到的阀门运行管理
周到的阀门运行管理要求包括：淤阀门关闭的严密度；于阀门轴杆密封填料的严密度；盂启闭阀门的轻便度，指示盘的完好度。日常管理工作包括：淤完善阀门启闭操作单的报批记录及操作记录的管理；于完善阀门定期周检的启闭记录。未操作阀门，应根据设计单上其口径的大小，制定出定出必要的周检周期。运行管理中如发现故障应及时找出故障原因，并根据故障的大小提出相应维修计划，及时解决问题。

2.10.3市政给排水管网阀门设计探讨阀井状况
阀井的运行管理主要包括：淤阀井砌筑是否与设计要求相符合，出现问题及时检修；于井盖有没有出现破损现象是否完好地与路面衔接，出现问题及时检修；盂检查操作阀门的孔位是否准确，发现问题及时检修；榆检查井内是否有杂物及污水，有杂物、污水及时清理处理；虞阀门表面是否有锈斑，有锈斑及时维护。由于阀井是密闭的空间，二氧化碳含量会逐渐升高容，易形成缺氧，维修人员进行井下作业前需进行强鼓风、换气等措施，确保工作人员的生命安全。如果条件许可，空气对流的技术措施可应用在大口径阀门井之中。当今，GPS卫星定位系统的飞速发展，如果阀门的管理能应用GPS卫星定位系统将会使阀门的管理轻松便捷；阀井建立时应该建立详细的阀井坐标数据；阀门的运行管理需提出详细的评定检查细则及评分标准，强化管理，将管理的措施落到实处。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组​