加氣沖洗方式在管道清洗中的應(yīng)用

任 福 瑞

(太原供水集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

加氣沖洗方式在管道清洗中的應(yīng)用

任 福 瑞

(太原供水集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

結(jié)合實(shí)際案例，介紹了加氣沖洗管道方式在整個(gè)沖洗過(guò)程中的參數(shù)設(shè)定、沖洗流程，指出該方法不僅可以提高清洗效率，還能節(jié)省清洗管道的用水量，解決了管道清洗的難題。

管道清洗，沖洗過(guò)程，用水量

0 引言

在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及農(nóng)村的發(fā)展也是飛速的，當(dāng)然在其飛速發(fā)展的過(guò)程中自來(lái)水管道的修進(jìn)、延展擴(kuò)建也是必不可少的。當(dāng)今社會(huì)的人們，對(duì)健康也是格外關(guān)注的，因此這使得人們對(duì)自來(lái)水的水質(zhì)有了極大的關(guān)注。對(duì)于供水的企業(yè)而言，保證自來(lái)水的水質(zhì)，并且還需確保自來(lái)水管道對(duì)水質(zhì)沒(méi)有任何的影響，確保用戶在日常生活中用上安全、放心的水質(zhì)，這就對(duì)于供水企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不小的難題。其實(shí)主要影響自來(lái)水水質(zhì)的最大可能就是自來(lái)水管道，雖然在供水企業(yè)中自來(lái)水是安全的，但由于自來(lái)水管道比較長(zhǎng)，避免不了管道上下會(huì)有生銹或其他的情況，一旦發(fā)生這樣的情況，要用傳統(tǒng)的沖洗方法是很難使沖洗流速達(dá)到預(yù)期的效果的，因此在這種情勢(shì)所迫下，加氣沖洗的方式被逐漸的興起，并將其應(yīng)用到了實(shí)際的工程中，結(jié)果表明該方法對(duì)那些管道難點(diǎn)部分的沖洗很有效果，解決了管道清洗的一大難題。

1 加氣沖洗法

1.1 主要設(shè)備

在本文中介紹的加氣沖洗法的主要研究過(guò)程中，其主要應(yīng)用到的儀器設(shè)備有：水泵、空氣壓縮機(jī)集氣罐等。

1.2 沖洗過(guò)程中的參數(shù)

在整個(gè)加氣沖洗的過(guò)程中，我們主要考慮兩個(gè)沖洗參數(shù)，即加氣點(diǎn)和加氣量與氣體壓強(qiáng)。對(duì)加氣點(diǎn)進(jìn)行以下討論。那就是在待沖洗的管道，首先要用水來(lái)對(duì)其管道進(jìn)行簡(jiǎn)單的沖洗，然后緊接著就開(kāi)始測(cè)量該管道的濁度，經(jīng)過(guò)對(duì)該管段的不同部位的濁度以及其他的因素來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的比較，來(lái)推測(cè)哪些部位是比較難處理的。另外還需要了解加氣量和管道內(nèi)的氣體壓強(qiáng)。最開(kāi)始先要知道該管道能夠承受多大的壓力，根據(jù)其和空壓機(jī)的型號(hào)規(guī)格來(lái)設(shè)定管道內(nèi)的封閉氣體段的壓強(qiáng)，但是在開(kāi)啟閘泄后，其保證了管道內(nèi)的壓強(qiáng)能夠使氣體和水到達(dá)沖洗的難點(diǎn)部分，此時(shí)記錄難點(diǎn)末端的壓強(qiáng)，再根據(jù)波義耳定律來(lái)計(jì)算所需的加氣量以及所需的排水量。

1.3 沖洗過(guò)程

在整個(gè)沖洗過(guò)程中，主要分為八個(gè)小步驟，分別為：

1)做好所需設(shè)備的準(zhǔn)備工作。

2)做好準(zhǔn)備后，將起始閘門打開(kāi)，此時(shí)就開(kāi)始對(duì)整個(gè)管道進(jìn)行沖濁處理，緊接著則要開(kāi)始對(duì)整個(gè)管道的放氣點(diǎn)進(jìn)行取水測(cè)渾濁度。

3)測(cè)完渾濁度以后，進(jìn)行對(duì)比，來(lái)確定該管道的沖洗難點(diǎn)。

4)關(guān)閉起始端點(diǎn)的閘門，根據(jù)測(cè)試選取的難點(diǎn)來(lái)設(shè)定氣體的最大壓強(qiáng)，根據(jù)開(kāi)啟閘泄壓后恰好能夠滿足沖洗末端的沖洗壓強(qiáng)，從而來(lái)計(jì)算沖洗該段的所需加氣量。

5)將閘泄打開(kāi)后，應(yīng)立即將腰閘關(guān)閉，緊接著將空氣壓縮機(jī)以及儲(chǔ)氣罐與加氣點(diǎn)的管道連接在一起，開(kāi)始工作后一段時(shí)間，所沖的氣體就會(huì)將管道內(nèi)的一部分水?dāng)D出來(lái)，此時(shí)需要測(cè)量擠出水的平均水流速度和排出水的體積。

6)此時(shí)水速恰好能夠滿足所需要求后，馬上關(guān)閉閘泄，這樣就會(huì)使難點(diǎn)的管段處于封閉的狀態(tài)，然后繼續(xù)向管道內(nèi)充氣，使氣壓增大。

7)管道內(nèi)壓強(qiáng)持續(xù)增大，待達(dá)到所需的壓強(qiáng)之后，將閘泄開(kāi)啟，由于此時(shí)的管道內(nèi)外的壓差原因，就會(huì)使管道內(nèi)的水在氣體壓力的作用下而使水具有很高的動(dòng)能，這個(gè)過(guò)程需要時(shí)刻關(guān)注壓力表的示數(shù)，待到壓力明顯比管網(wǎng)內(nèi)的壓力低時(shí)，立刻將腰閘打開(kāi)，應(yīng)用管道網(wǎng)內(nèi)的水泵輸水壓力的帶動(dòng)來(lái)起到向待沖洗管道方向沖水。

8)等到將內(nèi)部氣體排凈，并且放水口的水流速度比較均勻時(shí)，緊接著就將該管段的氣眼處的測(cè)濁度拿出，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)查找下一目標(biāo)處，直到水質(zhì)達(dá)到所需標(biāo)準(zhǔn)。

2 工程實(shí)例及操作要求

在本文中，我們研究了兩個(gè)案例，其一就是以DN1 400管道，沖洗長(zhǎng)度為9.6 km的長(zhǎng)距離清洗；另一個(gè)就是以DN800管道，其沖洗長(zhǎng)度為1.86 km的短距離清洗。

2.1 案例一

該案例為DN1 400管道，其待沖洗管道的沖洗長(zhǎng)度大約有9.6 km，并且其上下反管段以及彎頭比較多。其具體的操作過(guò)程如下：

1)要開(kāi)啟源頭泵，先用水對(duì)管道進(jìn)行降濁處理，并且將水的流速控制在1.5 m/s，經(jīng)過(guò)兩次沖洗大約所需的水量為105m3，然后進(jìn)行沿程各放氣點(diǎn)取水樣檢驗(yàn)放水口濁度。

2)根據(jù)濁度的數(shù)據(jù)選取加氣點(diǎn)，憑借分析濁度和待沖洗段難點(diǎn)部分可以得出該段管道的最大封閉壓強(qiáng)為0.35 MPa，所需氣體的體積大約為1 000 m2，這樣看來(lái)，該管道所需的空壓機(jī)應(yīng)選兩臺(tái)比較合適。

3)隨后則需按照上述描述的過(guò)程來(lái)開(kāi)展，即對(duì)閘閥和空壓機(jī)操作，并記錄放出水的體積，當(dāng)其體積達(dá)到1 000 m3時(shí)，應(yīng)立刻把待沖洗段封閉起來(lái)，繼續(xù)向管道內(nèi)充氣直到達(dá)到最大壓強(qiáng)0.35 MPa，才進(jìn)行開(kāi)閘放水直至壓強(qiáng)達(dá)到0.15 MPa，隨后立即開(kāi)啟腰閘、源頭泵等，利用其來(lái)達(dá)到使管道內(nèi)會(huì)沿著管道的始末方向進(jìn)行沖水。

4)待到放水口的水流速度達(dá)到比較均勻后，則需再一次對(duì)放氣點(diǎn)進(jìn)行濁度檢測(cè)，通過(guò)比較，明顯低于之前所檢測(cè)的數(shù)據(jù)，然而耗水量?jī)H為20 000 m3左右，此時(shí)的濁度還達(dá)不到所需，然后繼續(xù)重復(fù)上述的過(guò)程，通過(guò)4次的氣沖方式，最終將濁度降至允許范圍內(nèi)，最后一步在采用消毒藥水進(jìn)行沖洗，進(jìn)一步降低濁度。整個(gè)過(guò)程的用水量約為1×105m3。

2.2 案例二

該案例研究的是DN800，管道全長(zhǎng)僅為1.86 km，操作過(guò)程以及所使用的設(shè)備與案例一基本一致，但部分地區(qū)略有不同。具體如下：

1)將空壓機(jī)打開(kāi)，給儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣，該過(guò)程需在自來(lái)水管道的控制閘關(guān)閉的條件下進(jìn)行，隨后才打開(kāi)儲(chǔ)氣罐的閥門。

2)這時(shí)，管道由于充氣，會(huì)將管道內(nèi)的部分水?dāng)D出，當(dāng)管道內(nèi)的水剩余僅為管道橫截面的2/3左右時(shí)，需要立即將管道的排水口關(guān)閉，經(jīng)過(guò)充氣使管道內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到0.4 MPa。

3)當(dāng)管道內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到0.4 MPa后，將管道的放水口打開(kāi)，但是空壓機(jī)繼續(xù)向管道內(nèi)充氣，直至氣和水同時(shí)被壓出后，就讓加壓管道內(nèi)的水繼續(xù)排除，經(jīng)過(guò)30 min左右，則關(guān)閉控制閘，隨后關(guān)閉儲(chǔ)氣罐閘閥。

上述過(guò)程重復(fù)作業(yè)，直至將濁度降至合格范圍內(nèi)即可。

2.3 操作要求

本文對(duì)于加氣沖洗方式進(jìn)行了詳細(xì)地闡述，不過(guò)其也需要遵循一定的操作要求。

具體如下：

1)在對(duì)管內(nèi)進(jìn)行沖洗時(shí)，需要知道管道內(nèi)的壓強(qiáng)，因此需安裝一個(gè)壓力表，以便于時(shí)刻了解管道內(nèi)的壓強(qiáng)，掌握最佳的沖洗時(shí)機(jī)，也可以避免壓力過(guò)大而使管道受損；

2)沖洗時(shí)一定要將所需的儲(chǔ)氣罐固定好，防止其在進(jìn)氣時(shí)發(fā)生移動(dòng)；

3)在選擇放水口時(shí)，要注意選擇寬闊的地方，因水在放出時(shí)壓力比較大，可能會(huì)發(fā)生噴射的情況，因此要選比較寬闊的地方；

4)沖洗過(guò)程中的控制閘的位置一定要放在恰當(dāng)?shù)奈恢?，并且它們兩者之間的距離也要合適。

3 結(jié)語(yǔ)

本文具體的研究了加氣沖洗方式在管道清洗中的應(yīng)用，并且具體分析了加氣沖洗方式的操作過(guò)程以及注意事項(xiàng)，加氣沖洗和傳統(tǒng)沖洗相比較，加氣沖洗其具有很多的優(yōu)點(diǎn)，具體就是能夠清洗傳統(tǒng)方式不能清洗干凈的管道，然后就是其對(duì)管網(wǎng)沖洗所使用的水量少，而且水壓比較低，不僅如此，其還大大增加了對(duì)管道的沖洗效率，明顯降低管道的濁度，這就達(dá)到了改善自來(lái)水水質(zhì)的目的。另外就是該種方法要比傳統(tǒng)的方法更加節(jié)約水資源，經(jīng)過(guò)核算，加氣沖洗方法比傳統(tǒng)的沖洗方法要節(jié)約大概50%的水量，折換成經(jīng)濟(jì)來(lái)看總體的費(fèi)用能夠節(jié)約達(dá)到40%以上。 并且其對(duì)環(huán)境比較友好。尤其是在這個(gè)既要求經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展又要求對(duì)環(huán)境友好，還要求節(jié)約資源的現(xiàn)代社會(huì)，加氣沖洗方式更適應(yīng)現(xiàn)代這樣的社會(huì)。

[1] 魏國(guó)強(qiáng),邱 迪,馮茂彬.加氣沖洗自來(lái)水管道降濁方法研究.供水技術(shù)，2009(2)：231-233.

[2] 諸國(guó)土,周 榮.氣水脈沖技術(shù)在非開(kāi)挖供水管道沖洗中的應(yīng)用.給水排水,2015,1(12)：116-117.

[3] 姚慧健,龐文志,邢雯雯.管道清洗采用加氣沖洗方式的探索.供水技術(shù)，2012(8)：78-79.

On application of gas-addition rinsing in pipeline cleaning

Ren Furui

(TaiyuanWaterSupplyGroupCo.,Ltd,Taiyuan030009,China)

Combining with the cases, the paper introduces the parameter allocation and rinsing process in the whole rinsing process of the gas-addition rinsing pipelines, points out the method can improve the rinsing efficiency and save the water volume of cleaning pipelines, so as to solve some problems in the pipeline cleaning.

pipeline cleaning, rinsing process, water volume

2015-09-13

任福瑞(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)33-0149-02

TU821

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