自來(lái)水廠的閥門選用綜述

鄔曉東

【摘要】：自來(lái)水廠的常規(guī)制水工藝從原水取水，沉淀池絮凝沉淀，濾池過(guò)濾，直至最后的出水泵房輸出供水，都離不開(kāi)閥門的使用。但是在不同的部位對(duì)于閥門的選用要求是大不相同的，正確、合理的選擇，可以獲得閥門最經(jīng)濟(jì)的使用壽命和最佳的性能。主要區(qū)別在于閥門的口徑，閥門的材料、閥門的類型和閥門的控制方法上。本文主要針對(duì)自來(lái)水廠的閥門選用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】：自來(lái)水廠；閥門；選用

1、閥門在城鄉(xiāng)供水管網(wǎng)中的作用

在水資源的配送過(guò)程中，不可缺少的，它發(fā)揮著一個(gè)運(yùn)輸中介的作用，城鄉(xiāng)供水管網(wǎng)的使用十分廣泛，建設(shè)工程也十分浩大，不同類型的城鄉(xiāng)供水管網(wǎng)能夠滿足人們不同的需求。在平常的管理中，閥門不總是應(yīng)用到的，但是在緊急情況下，一個(gè)合格的閥門必須能夠?qū)崿F(xiàn)靈活控制，對(duì)水流量進(jìn)行控制。閥門在選擇時(shí)，主要關(guān)注類型、材料、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)技術(shù)等，從各個(gè)方面確定閥門的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

2、水廠常規(guī)制水系統(tǒng)的閥門分布

2.1原水取水的工藝閥門

頭部原水的閥門其特點(diǎn)是閥門口徑較大，無(wú)須經(jīng)常操作，大部分屬于一年甚至幾年才需要操作一次，閥門長(zhǎng)期處于常開(kāi)或常閉狀態(tài)。因此從控制方法上，95%以上選用的是手動(dòng)閥門，從閥門類型上均為閘閥或者蝶閥，由于閘閥的水頭損失要優(yōu)于蝶閥，頭部閥門閘閥略多于蝶閥?？趶郊性?200～1600mm，在頭部進(jìn)水管道上也存在口徑3000mm或3000mm以上的閥門。

2.2沉淀池閥門

沉淀池的閥門主要是進(jìn)水閥，出水閥和隔離閥。出水閥基本處于常開(kāi)狀態(tài)，隔離閥基本處于常閉狀態(tài)，一年操作一次，故而這兩種閥門都選用手動(dòng)閘板閥，規(guī)格分布在2200×1800～1200×840之間。而沉淀池的進(jìn)水閥承擔(dān)著水量分配的重要職責(zé)，要求調(diào)節(jié)頻繁，性能可靠，且分布在各個(gè)沉淀池前，分布比較散，均采用帶有智能控制系統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。它是決定著沉淀池的水量和系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵一環(huán)，對(duì)于制水線是根據(jù)出水量動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，尤為重要，并且還需要進(jìn)行PID動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)節(jié)，這時(shí)對(duì)于閥門的全行程時(shí)間，允許的起停頻率都會(huì)有相應(yīng)的要求。

2.3濾池閥門

最常見(jiàn)的濾池為四閥濾池，這也是濾池的最基本配置。即無(wú)論哪種濾池都至少有進(jìn)水閥、排水閥、沖洗閥和清水閥這四類閥門。當(dāng)然現(xiàn)在也有不少五閥、六閥（V型濾池）甚至七閥濾池，還配備了氣沖閥，初濾水閥或者多配備一個(gè)進(jìn)水閥等等情況。從閥門的結(jié)構(gòu)上來(lái)分清水閥和沖洗閥通常選用蝶閥，這主要原因是清水閥和沖洗閥都安裝在管廊內(nèi)的管道上，且清水閥需要頻繁調(diào)節(jié)，而沖洗閥也會(huì)有調(diào)節(jié)沖洗強(qiáng)度的需求。而進(jìn)水和排水通常通過(guò)渠道進(jìn)行，故而進(jìn)水閥與排水閥基本上都選用閘板閥。濾池的沖洗閥口徑要略大于清水閥口徑，沖洗閥根據(jù)濾池面積、沖洗強(qiáng)度和沖洗時(shí)間等要求基本上在DN600～DN800，而清水閥根據(jù)流量、濾速等要求則在DN400～DN600。進(jìn)水閥和排水閥的尺寸與沉淀池設(shè)計(jì)流量、渠道尺寸相關(guān)。

2.4泵房閥門

泵房?jī)?nèi)的閥門主要是水泵機(jī)組上的進(jìn)水閥、出水閥、檢修閥和止回閥。前三種閥門基本都選用蝶閥，差異在于控制方式上。進(jìn)水閥和檢修閥只需要手動(dòng)閥門即可，因?yàn)樗麄兲幱诔ｉ_(kāi)狀態(tài)。水泵出口閥門的選擇，首先需滿足水泵能閉閥啟動(dòng)及停止，如果考慮到用出水閥調(diào)節(jié)水量，使水泵擁有不同的工況來(lái)滿足需求的因素，出水閥也需要是調(diào)節(jié)型智能裝置控制；其次需配備止回閥，在水泵機(jī)組意外停機(jī)時(shí)能迅速關(guān)閉閥門以防止水泵長(zhǎng)時(shí)間反轉(zhuǎn)，又要避免停泵水錘現(xiàn)象的發(fā)生。

2.5水廠加藥系統(tǒng)的閥門

水廠加藥系統(tǒng)的特性決定了用在上面的閥門口徑小，流量小，但是對(duì)流量調(diào)節(jié)要求高，精度要求高，調(diào)節(jié)速度快，故而通常選用流量調(diào)節(jié)閥，這種閥門使得介質(zhì)流通能力僅僅取決于閥本身的結(jié)構(gòu)，這樣就做到了流量調(diào)節(jié)一次完成。水廠加藥系統(tǒng)管道內(nèi)的介質(zhì)主要是硫酸鋁、硫酸銨、次氯酸鈉等溶液，這就要求閥門還具有抗腐蝕的能力。硫酸銨對(duì)銅有腐蝕作用，不能選用銅材質(zhì)制作的閥門，一般采用不銹鋼球閥或UPVC球閥。次氯酸鈉對(duì)鋼、鐵有腐蝕作用，不能選用鋼、鐵材質(zhì)制作的閥門，一般采用UPVC球閥或聚四氟乙烯內(nèi)襯哈氏合金閥芯的閥門。

另外加藥系統(tǒng)還會(huì)用到不銹鋼球閥、UPVC球閥或蝶閥作為開(kāi)關(guān)閥、切換閥等。

3、閥門的選擇依據(jù)

第一步，所選用閥門的用途、使用工況條件和控制方式。

第二步，安裝尺寸和外形尺寸，與管道的連接方式。

第三步，對(duì)閥門流體特性的要求：水頭損失、流量特性、密封等級(jí)等。

第四步，工作介質(zhì)的性質(zhì)：工作壓力、工作溫度、腐蝕性能，是否含有固體顆粒。

第五步，如果閥門要用于控制，必須確定如下額外參數(shù)：控制方式、最大和最小流量要求、正常流動(dòng)的壓力降、關(guān)閉時(shí)的壓力降、閥門的最大和最小進(jìn)口壓力。

4、閥門的選擇步驟

第一步，閥門的密封性能要符合介質(zhì)的要求。

第二步，確定工藝要求，即確定現(xiàn)場(chǎng)管道內(nèi)的壓力、流量和背壓等，再確定管道的公稱通徑和閥座孔的直徑，決定閥門的形式和種類。

第三步，根據(jù)管道的口徑、現(xiàn)場(chǎng)工況條件，選擇閥門的類型，結(jié)合第二步的工藝參數(shù)，選擇閥門，同時(shí)根據(jù)閥門的安裝位置，確定所選用閥門的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、法蘭連接形式及尺寸、開(kāi)啟和關(guān)閉后閥門高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸和數(shù)量、整個(gè)閥門外形尺寸等。

第四步，根據(jù)管線輸送的介質(zhì)、工作壓力、工作溫度確定所選閥門的殼體和內(nèi)件的材料。

第五步，根據(jù)傳動(dòng)形式選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，水廠的蝶閥多以多回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為主，閘板閥則是直行程的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

第六步，確定控制方式，對(duì)于氣控系統(tǒng)就是氣缸與配套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇，對(duì)于電控系統(tǒng)則是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇。對(duì)于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇即根據(jù)閥門要求的全行程時(shí)間、閥門的扭矩等參數(shù)，確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速比和輸出力矩，接口類型，確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率等。

第七步，考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的防護(hù)等級(jí)、通訊方法，是否選用可控硅等其他配置。

第八步，利用現(xiàn)有的資料：閥門產(chǎn)品目錄、閥門產(chǎn)品樣本等選擇適當(dāng)?shù)拈y門產(chǎn)品。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著自動(dòng)化水平的提高，水廠對(duì)閥門的要求也越來(lái)越高，越來(lái)越多，但是無(wú)論如何變化，常規(guī)的選用上大致在本文所講的范圍內(nèi)。主要的閥門本文都有所提及，當(dāng)然水廠還有用到排氣閥、電磁閥、背壓閥等，這里就不再詳細(xì)介紹了。

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