FGP4X型復合式高速進排氣閥在給水管道中的作用及在山城重慶的使用案例

王華梅 曹捩

1.復合式高速排氣閥

復合式高速排氣閥是一種同時具備大、小進排氣孔，當管道空管充水時實現快速排氣，（排盡氣后具有自動封水功能）當管道產生負壓時又能快速進氣，且在工作壓力下可排出管道中集結的微量空氣的進、排氣裝置。

2.型號的編制

3.管道中空氣的來源

3.1 直接進氣，初始未充水的管道或管道使用中放空時的進氣。

3.2 自由狀態空氣的進入，如管道進口，負壓管道系統或設備封閉不嚴，以及當管道系統中形成負壓時空氣從排氣閥排氣管等處進入空氣。

3.3 溶解在水中可釋放出來的空氣，清水中水溶解的空氣有2%，污水中有3%。

4.管道中空氣的危害

4.1 加大沿程摩阻：氣泡使水的流動體積變大，水與管壁相對流速加大，即摩阻水頭損失加大，則水泵揚程提高，出水量減小。

4.2 加大局部阻力：氣泡集聚成為氣囊，使管道流水截面減小，增加了水頭損失，當這些氣泡集聚成有壓氣囊時，極易產生爆管。

4.3 形成氣阻時，甚至水泵不能按設計流量出水，管道沿程起伏較大，形成多個較大的跌水，多個頂端氣阻高差疊加，接近或達到水泵揚程時出水困難甚至管道終端出口不出水。

綜上所述：輸配水管道和城市管網進排氣問題十分重要，如何避免管道爆裂、減少管阻，保證管道流量，增加管道使用壽命，降低給水管道工程成本，對于進排氣閥的選型特別重要。

5.FGP4X型復合式高速進排氣閥的特性

5.1 特點

5.1.1 排氣壓力高。允許排氣壓力（即閥門內外壓差）高達40m水柱以上，高于國內外同類產品。JISB2063標準規定，排氣壓差達到0.01Mpa之前不可將浮球吹起堵塞大孔口，美國樣本標出的排氣壓差是0.07Mpa，標準未做規定，但發展目標是空氣動力型復合式排氣閥。國內生產的排氣閥絕大多數沒有試驗，空氣閉閥壓力大多在0.035Mpa-0.05Mpa最高是0.1Mpa，德國樣本標出的排氣壓力是0.08Mpa-0.1Mpa，新制定的已頒布的行業標準規定空氣閉閥壓力是≥0.1Mpa，而FGP4X型高速進排氣閥，最大排氣速度可達到340m/s（聲速），并改進原浮球為浮桶，空管充水時間大大縮短并可適應緊急供水、管道搶修、深井泵出口等各種復雜工況。

5.1.2 排氣量大。該種閥的排氣量大于國內絕大多數生產廠家生產的閥門，比已頒布的行業標準還大約30%以上。

如DN100排氣閥的排氣量達到120m3/min（10m水柱壓力時）以上，遠遠大于國內外同類產品，目前處于領先地位，由于排氣量大，可以有效地縮短空管充水時間。

5.1.3 水錘防護功能好。FGP4X型進排氣閥提供水錘防護方法是獨特的，是任何中、外生產廠家所沒有的，具有我國自主知識產權（專利），舊的安裝方式是用在某一處大小孔口的排氣閥分裝方式，現在一處只裝一個排氣閥，閥下加短管的方式，進一步節省投資和便于管理，為國內外首創。

5.1.4 有專用進排氣性能試驗裝置。可有效地保證出廠的每一臺進排氣閥都能達到要求。

5.1.5 獨特的內膽結構。完全可以保證管道壓力不大于0.02Mpa條件下自行關閉，以免跑水漏水。

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5.1.6 進排氣閥中設有水沖自閉裝置。不會發生冒水而不能自閉問題，短時間停泵、停水，則立刻恢復供水，保證管道的正常運行。

5.1.7 工作安全可靠。閥門內部構件全部用不銹鋼制成，外配濾網防護、結構緊湊、工作安全可靠，經過多年大量實用證明，其事故發生幾率極小，無需維修。

5.1.8 防腐性能好，安全衛生。閥門所有零部件、密封件均采用無毒無害材料，閥門內外防腐采用無毒無害靜電噴涂環氧樹脂（噴涂前首先進行鑄件拋丸除銹，除銹等級為Sa2.5級，即自亮級），漆膜厚度0.3mm-0.5mm，然后電爐烘烤固化，具有很強的附著力，防腐性能好，時效長，避免對水造成一次污染，其閥門材料的衛生條件符合GB17219 1998《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》要求。

5.2 主要性能

FGP4X型復合式高速進排氣閥是一種給水管道專用的進排氣閥，該閥門具有以下功能：

5.2.1 在空管充水時，自動地排出管內大量的空氣，以免使未排凈的空氣在管道內形成氣囊阻礙水的流動。

5.2.2 有二次排氣功能，在壓力管道運行中，能自動排除水中析出的空氣，以免阻水。

5.2.4 在使用得當時，能消除管道上由于停泵水錘產生拉斷水柱的破壞性，以保證管道安全運行。

5.2.5 在管道放空時，能自動大量地進氣，使放水加快，縮短停水時間。

綜上所述：FGP4X型復合式排氣閥目前在國內行業內處于領先水平，其技術性能、產品的優越性，特別是在地形高低不平、管線起伏、壓差比較大的地區使用表現更為突出。

重慶地處山城，供水系統較復雜，水廠出水壓力均在0.9Mpa以上，最高達到1.2Mpa，管線起伏大，供水標高（黃海）180m-600m不等，這在運行管網中極易產生氣阻，如不及時排除管內空氣，其氣阻逐漸形成有壓氣囊，從而引發爆管。

在重慶水司江南營管所所轄經濟開發區第5、6、7小區供水主管網為DN300、DN400、DN500，由于地理環境條件影響，及管內空氣不能及時排除，在2004年8月份一個月總計爆管40次，重慶水司管網部門針對這一情況，對該地區供水進行認真分析，并結合重慶市供水特點，即管網在承受大壓力情況下，管內氣流、主要氣團流和氣泡流在該區域管線中逐步形成有壓氣囊，又沒有及時排除，所以造成爆管。針對這一情況，重慶水司對國內各生產排氣閥廠家進行了解，并最終選擇了適合重慶地區情況的FGP4X型復合式高速進排氣閥進行試用，直到2007年9月前為止，江南該片區再未發生過爆管事故。

其二，重慶市豐收壩水廠出水DN1400輸水管道在2005年出現多次爆管，經過認真分析，爆管主要原因是該DN1400管道所經地區起伏大，該管道雖也根據情況分別在不同位置安裝了DN200的排氣閥，但由于該管道水壓大、流速快，原排氣閥雖在工作，但卻不能將管內空氣及時排出、排盡，而引發爆管，針對這一現象，重慶水司對該條管線上原有的排氣閥全部更換為山東建設華閥門制造有限公司生產的FGP4X型復合式排氣閥，此后該條管線未發生爆管。

重慶水司目前正在實施舊管網改造工作，在實施舊改工作中接合重慶市供水特點，在選用新型球墨鑄管同時，大量配套選用此FGP4X型復合式高速進排氣閥，重慶水司輸配水管道的爆管率也在以每年40%的速度下降。