莊頭泵站供水工程進排氣閥的選型計算與分析

高潔　吳建華　劉春燁　楊德明　劉亞明

摘要：為改善管路負壓偏大的壓力狀態，以莊頭泵站供水工程為例，選用美國標準ANSI/AWWA C512-2004計算方法、以色列設計空氣閥結構尺寸時所采用方法、《Flow Control Devices》中的口徑計算方法進行進排氣閥的口徑選型計算，得到了200 mm和150 mm兩種口徑的進排氣閥選型結果，并分別模擬了兩種進排氣閥防護工況下的泵站停泵水力過渡過程。結果表明，在200 mm口徑的進排氣閥防護下，管路負壓明顯減小，管路壓力狀態滿足規范要求；在150 mm口徑進排氣閥的防護下，管路負壓仍偏大，不滿足規范要求。通過水力過渡過程計算對進排氣閥的口徑選型進行了復核。

關鍵詞：進排氣閥選型；水力過渡過程；對比分析；莊頭泵站供水工程

目前，為緩解地區問水量供需矛盾，長距離有壓輸水工程的數量和規模逐漸增多、增大。有壓輸水管道具有水量損失少、運行維護方便等優點。然而，輸水管線會隨著實際地形而起伏變化，管道中流速或流量可能會發生急劇變化，引起水錘的發生，危害輸水工程。多項研究結果表明，正確地選擇和安裝進排氣閥是解決長距離輸水管線水錘防護問題的有效辦法之一。進排氣閥具有構造簡單、造價低、安裝方便、不受安裝條件限制等優點，現已在工程中廣泛使用。為了使進排氣閥發揮最大利用效果，其口徑選型至關重要。現階段，如何快捷正確地進行進排氣閥選型，是需要解決的問題之一。對于進排氣閥的選型計算，現已有多種方法，如張健等以水錘分析為基礎，提出了不同工況下長距離供水管線中設置空氣閥應滿足的通用準則與相關公式：張金承等為復雜地形進排氣閥的口徑及數量確定提供了分析解決方法。

本研究針對實際工程，通過相關計算方法進行進排氣閥口徑選型分析，結果驗證了充放水工況是進排氣閥口徑確定的控制工況，相關的計算方法可以作為進排氣閥口徑取值判斷和優化的一種途徑。