供水减压阀与减压池选择

供水减压阀与减压池选择本文结合咸阳市石头河水库供水工程实例的升压分析,阐述了恒速减压阀在长距离重力流输水管道系统的防水锤升压作用,提出了分两段设减压阀方案大大降低了管道内压力值,使管道内压力接近设计工作压力值的结论,使得选择管道耐压等级问题得以解决,对降低工程造价和运行管理费用、保证此类管道系统安全运行提供借鉴。本文结合咸阳市石头河水库供水工程实例的升压分析,阐述了恒速减压阀在长距离重力流输水管道系统的防水锤升压作用,提出了分两段设减压阀方案大大降低了管道内压力值,使管道内压力接近设计工作压力值的结论,使得选择管道耐压等级问题得以解决,对降低工程造价和运行管理费用、保证此类管道系统安全运行提供借鉴。在西南山区村镇供水工程设计中，常利用地形条件采用重力自流供水，而山区海拔高差较大，常需要采取减压措施。本文通过村镇供水工程实例，对供水工程中常用的两种减压方式进行了分析比较，希望能对同类工程提供一定的参考。
关键词：大落差；重力自流；村镇供水；减压；

0 供水减压阀与减压池选择引言
        村镇供水工程作为国家扶贫的一项重要基础建设内容，各种新建及巩固提升工程越来越多，输配水管道的压力安全问题日益突出。西南地区多山区，供水工程落差大，多采用重力自流供水，必须对输配水管道采取一定的减压措施。本文主要结合西南山区村镇供水工程实例，对常用的两种减压方式（减压阀和减压池）进行了技术经济分析比较。
对重力给水系统管理的合理减压方式和布置形式进行屯分析讨论,用递推法导出减压池的经济位置及级数的计算公式,为管道减压的设计提供了方法和依据.
1 工程概况
        村镇供水工程位于四川省阿坝州境内，主要解决当地村镇人饮用水，取水流量为67.49m3/h。主要建设内容为：新建低坝取水口1处，新建输配水管道14.907km，新建200m3蓄水池一座。
减压阀主要应用于挖方或傍山衬砌的混凝土渠道和砌石防渗渠道。减压阀基本构造为：在聚乙烯硬塑管模内，装入单向排水的逆止阀，管的两端用土工织物封盖，其性能良好，能有效地排除地下水压力对防渗层的破坏，而渠内过水时水流不外渗。本文通过减压阀在博斯腾湖东泵站输水干渠工程中的应用，介绍了减压阀的基本构造、功用、安装方法并针对其耐久性作了初探。

2 供水减压阀与减压池选择输水管道减压方式比选
        供水工程输水管道长度6.061km，落差351m，采用的管材参数为PE100，DN160，1.6MPa。管道纵剖面整体基本呈下降趋势，采用重力有压流输水。对输水管道减压方式进行比较。
        选用的管材压力等级为1.6MPa，根据《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014），设计内水压力不大于1.6MPa，而对PE管，设计内水压力为1.5倍大工作压力，则选定的管材大工作压力为1.6MPa/1.5=1.07MPa，需控制管道实际内水压力在大工作压力1.07MPa以内，据此进行减压方式的比选。工程中常用的减压方式有传统的减压池和减压阀两种形式。
2.1 减压池
        减压池一般为钢筋混凝土结构，其工作原理是：设置一小型钢筋混凝土水池，通过管道将高压水引入水池内，强烈冲击到水池底部（可在池底增设防冲措施），使水流与池底、内壁激烈碰撞，翻滚，消除绝大部分能量后再从出水管排走。在水力计算中常以减压池为一个节点，该处自由水头按零考虑。其特点是基本消除管道自由水头，减压效果明显，水池前后管道水压互不影响。典型减压池结构设计见下图。

这种设置方式况下尤为适合。缺点是减压阀设置数量多且分设备集中,便于管理,但输水管多,管网复杂。散,不利于管理。设置在低区消火栓环形给水人日处,综上所述,三种减压阀的设置方式都各有如图3所示。优缺点。近年来,随着房地产业的飞速发展,多减压阀不是设在消防泵的出水管上,而是采用后两种设备少,管网简单,占地少的设置设在管网上下分区的低区环网人口处,使输水方式。而减压阀以其经济有效,使用方便的优管数量减少,管网简单,占地少,而供水一样安点,必将大派用场,其性能和使用方法也会日全可靠,近年多采用此种设置方法。

2.2 减压阀
        减压阀是一种管道阀件，其基本工作原理是通过控制阀件内部的启闭件来改变管道流体面积，从而改变流体的流速和动能，造成压力损失，达到减压的目的。
        根据其工作原理，减压阀有两种工作状态：一是减静压（流量为0时），二是减动压（液体流动时）。减压阀通过连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节阀内流道面积，降低水压至设计水压。如果管道控制闸关闭，流量为0，则减压阀处于关闭状态，隔断管道上下游液体，此时其作用等同于关闭的控制闸。

2.3 减压方式比较
        输水管道长度6.061km，落差（总静压）为351m，采用1.6MPa的PE管，管道大工作压力为1.07MPa，故整条管道分为4段以上，保证每段管道静水压力小于100m。
        方案一采用减压池，共设置3座，分别位于桩号K1+850、桩号K3+500和桩号K4+450处；方案二采用减压阀，共设置4座，分别位于桩号桩号K1+700、桩号K2+600、桩号K3+850和桩号K4+600处。
        两种方式均能达到减压消能的作用。减压池为传统减压方式，土建投资较大，无水锤，输水系统不*封闭不利于饮水安全，输水管共需设置3处减压池，概算投资为18.06万元。减压阀为20世纪新兴减压方式，直接在输水主管上设置，减少修建水池占地，*封闭避免水质二次污染，投资底，可减动压和静压，有水锤压力（但是管道压力等级有富裕度，并且新型减压阀的启闭件能延长启闭时间，有效降低水锤压力），维修更换方便，输水管共需设置4处减压阀，概算投资为0.65万元，投资远低于减压池。
        另外，本供水工程输水管道沿线无道路，交通不便，如采用减压池，一是日常维修管理不便，二是如遇停水，管道内的水会通过减压池的溢流管基本放空，极大可能需要维护人员深入山林，重新调节排气阀和泄水阀，使管道重新形成重力有压流供水，给管理维护工作带来极大不便。综合考虑，本供水工程选用减压阀进行减压。

3 供水减压阀与减压池选择结语
        在大落差供水管道中采用多个减压阀串联运行，能保证用水水压要求，同时相较于传统的减压池，具有减压稳定、管理方便、占地少、投资低、节能节水的特点，目前已广泛应用于村镇供水工程，具有很大的实用意义。结合工程实例,对长距离重力流输水工程中减压消能技术进行了分析,介绍了减压阀的设置方式,并对其口径选择及配套设施进行了分析。根据可调式减压阀的特点,结合典型工程实例,对减压方案进行了比选,采用两级减压方案较为经济合理。本文结合咸阳市石头河水库供水工程实例的升压分析,阐述了恒速减压阀在长距离重力流输水管道系统的防水锤升压作用,提出了分两段设减压阀方案大大降低了管道内压力值,使管道内压力接近设计工作压力值的结论,使得选择管道耐压等级问题得以解决,对降低工程造价和运行管理费用、保证此类管道系统安全运行提供借鉴。