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礦山廠區(qū)給水系減壓閥組的設置探討

  • 發(fā)布日期:2018/5/2      瀏覽次數(shù):569
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     之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用,現(xiàn)在介紹礦山廠區(qū)給水系減壓閥組的設置探討本文就某礦山廠區(qū)給水系統(tǒng)設計中對于大高差長管重力流這一種特殊輸水管線管徑的確定、減壓閥的選擇以及減壓閥組的設置進行了探討。

    關(guān)鍵詞  輸水管線;重力流;減壓閥

    1    礦山廠區(qū)給水系減壓閥組的設置探討工程概況

    該礦山位于河北省秦皇島市市郊,整個礦山處于一個狹窄的山谷里,地形起伏較大,分采礦區(qū)和冶煉區(qū)兩部分。水源為地下水,水源地在山梁的另一邊,打管井兩口,由潛水電泵送至山頂高位水池,再由高位水池送至采礦區(qū)和冶煉區(qū)的各用水點。本次設計為廠區(qū)給水設計,包括高位水池到采礦區(qū)和冶煉區(qū)的輸水管線、采礦區(qū)和冶煉區(qū)的配水管線。

     礦山廠區(qū)給水系減壓閥組的設置探討本工程的特點是地形高差較大,高位水池到采礦區(qū)距離900m,地形高差80m,采礦區(qū)到冶煉區(qū)距離1200m,地形高差80m,整個給水干管長2000m,地形高差160m。給水設計主要涉及了三個問題:輸水管線管徑的確定;減壓閥的選擇;減壓閥組的設置。

    2    水管線管徑的確定

    采礦區(qū)和冶煉區(qū)各用水點分布在一個狹窄的山溝里(長約2000m),總高差160m,環(huán)狀給水管網(wǎng)實現(xiàn)較困難,確定為枝狀給水管網(wǎng)。生產(chǎn)、生活給水管道與消防給水如果分開設置,可以根據(jù)各自所需的壓力進行減壓,但是浪費管材,工程造價高,所以生產(chǎn)、生活給水管道與消防合用。輸水管線管徑的確定既要滿足生產(chǎn)、生活用水的水量、水壓,又要滿足消防時用水的水壓、水量。設室外消火栓,室外消防系統(tǒng)為常高壓給水系統(tǒng),經(jīng)計算:采礦區(qū)不利點消火栓處需要保持的壓力為0.37MPa,冶煉區(qū)不利點消火栓處需要保持的壓力為0.39MPa。故采礦區(qū)和冶煉區(qū)的給水壓力不小于0.4MPa。由于地形起伏較大,管材宜選用焊接鋼管。采礦區(qū)的生產(chǎn)、生活大時用水量為24.60m3/h,消防用水量為20L/s(72.00m3/h);冶煉區(qū)的生產(chǎn)、生活大時用水量為22.20m3/h,消防用水量為15L/s(54.00m3/h)。輸水管線從高位水池到采礦區(qū),再從采礦區(qū)到冶煉區(qū),為長管重力流中的串聯(lián)管路給水,兩個管段的直徑、流量不變,流量和水頭損失關(guān)系仍按單管路計算。

     長管水力計算公式為:

    H=AlQ2(1)

    式中   H——作用水頭,米水柱;

    A——比阻,單位流量通過單位長度管道所需的水頭(S2/L2);

    l——管長(m);

    Q——通過管段的流量(L/S)。

    比阻A,工程上一般采用滿寧公式:

    A=10.3n2/d5.33(2)

    式中   n——粗糙系數(shù),鋼管為0.012; 

    d——管道直徑(m)。

    經(jīng)計算:輸水管線從高位水池到采礦區(qū)的管徑為DN150;從采礦區(qū)到冶煉區(qū)的管徑為DN125。經(jīng)校核能夠滿足生產(chǎn)、生活及消防用水時水量、水壓的要求。

     Y42X水用減壓閥主要技術(shù)參數(shù)和性能指標:

    公稱壓力(Mpa)

    1.0

    1.6

    2.5

    殼體試驗壓力(Mpa)*

    1.5

    2.4

    3.75

    密封試驗壓力(Mpa)

    1.0

    1.6

    2.5

    高進口壓力(Mpa)

    1.0

    1.6

    2.5

    出口壓力范圍(Mpa)

    0.2-0.8

    0.2-1.0

    0.4-1.6

    壓力特性偏差(Mpa)△P2P

    GB12244-1989

    流量特性偏差(Mpa)P2G

    GB12244-1989

    滲漏量

    0

    工作溫度

    0℃-80℃

    殼體試驗不包括膜片、閥蓋

     Y42X水用減壓閥主要零件材料:

    零件名稱

    零件材料

    閥體 閥蓋 底蓋

    WCB

    閥座

    2Cr13

    閥瓣

    2Cr13

    閥桿

    2Cr13

    缸套

    2Cr13/25(鍍硬鉻)

    活塞

    2Cr13

    O型圈

    丁橡膠

    密封圈

    丁橡膠

    膜片

    夾織物丁橡膠

    調(diào)節(jié)彈簧

    60Si2Mn

     Y42X水用減壓閥流量系數(shù)(Cv):

    DN

    15

    20

    25

    32

    40

    50

    65

    80

    100

    125

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    500

    Cv

    1

    2.5

    4

    6.5

    9

    16

    25

    36

    64

    100

    140

    250

    400

    570

    780

    1020

    1500

    Y42X水用減壓閥外形尺寸(PN1.0-2.5)

    3    減壓閥的選擇

    輸水管線管徑確定以后,由于采礦區(qū)和冶煉區(qū)的水壓均大于0.60MPa,就要考慮選擇適合本工程的減壓閥。常用減壓閥按調(diào)節(jié)方式可為比例式減壓閥和可調(diào)式減壓閥(分彈簧式減壓閥、膜片式減壓閥、先導式減壓閥、氣囊式減壓閥等多種),現(xiàn)對這兩種閥門做一下比較詳見表。

    項目

    比例式減壓閥

    可調(diào)式減壓閥

    結(jié)構(gòu)

    簡單

    復雜

    安裝方式

    宜垂直安裝

    宜水平安裝

    價格

    較低

    較高

    特點

    1.出口壓力不可調(diào)。

    2.出口壓力隨進口壓力變化而變化,與進口壓力有一定的比例關(guān)系。

    3.在某一出口壓力時,流量變化范圍較小。

    4.有的不減靜壓,有的能減靜壓但效果不好。

    5.壓力損失較大。

    6.小流量下有振動、噪聲大。

    1.出口壓力可調(diào)。

    2.出口壓力不隨進口壓力變化而變化。

    3.在某一出口壓力時,流量變化范圍廣。

    4.能夠減靜壓而且效果好。

    5. 壓力損失較小。

    6.小流量下無振動、噪聲小。

     

    適用場所

    1.閥后壓力允許波動,對壓力要求不高的場所。

    2.設計流量在減壓閥流量-壓力特性曲線的直線段內(nèi)。

    1.閥后壓力要求穩(wěn)定,對壓力要求高的場所。

     上海申弘閥門有限公司主營閥門有:蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥由于生產(chǎn)、生活用水量小,消防用水量大,壓要求又較高,平時管道壓力損失較小,夜間靜壓高,用水設備、衛(wèi)生器具和給水配件容易損壞,影響使用壽命,所以要求選用能夠減靜壓的減壓閥。本工程選用一種新型先導式減壓穩(wěn)壓閥DY220X,能夠滿足本工程的要求,它的工作原理:當下游用水點用水時閥后壓力稍有降低,主閥上的導閥瞬時將閥后下降的壓力信號通過導閥內(nèi)部壓力的作用反饋給主閥的上腔,使上腔壓力減小,此時主閥板的開度增大,閥后壓力相應增大,當閥后壓力回升到導閥調(diào)定的壓力時,主閥板的開度保持穩(wěn)定不變,此時閥后壓力保持相對穩(wěn)定??梢钥闯觯摐p壓閥具有根據(jù)閥后壓力的變化來自動調(diào)整主閥的開度,保持閥后壓力穩(wěn)定的功能,而且閥后壓力還可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),閥門前后帶有壓力表,只需調(diào)節(jié)先導閥上的調(diào)節(jié)螺栓,就能獲得、穩(wěn)定的出口壓力.

     個人建議:

    1)減壓閥組應設備用;

    2)應預留流量測試接口(新消規(guī)有要求);

    3)過濾器應朝向便于更換濾網(wǎng)的方向,建議朝下設置;

    4)此外,你減壓閥設置減壓有點問題,目前并沒有規(guī)范規(guī)定可以減壓超過0.4MPa(可調(diào)式的),好多廠家都聲稱可以做到,但沒有行業(yè)認可。具體設定參照消規(guī)8.3.4,此外,具體設計也可等消防局詢問后或者等驗收后再修改(個人見解,不)。

    4    減壓閥組的設置 
    平時管道壓力損失較小,以減靜壓為主,同時為了防止閥內(nèi)產(chǎn)生汽蝕損壞減壓閥和減少振動及噪聲,在3處設置了減壓閥,一處在采礦區(qū)前,一處有冶煉區(qū)前,另一處在采礦區(qū)和冶煉區(qū)高差的1/2處。每處的減壓閥的閥后壓力都設為0.40MPa,閥前大壓力為靜壓時0.80MPa,大壓差為0.40MPa。為了提高給水的保證率,減少因停水引起的經(jīng)濟損失,減壓閥采用并聯(lián)設置,一用一備;為了避免管道內(nèi)的雜質(zhì)進入減壓閥引起減靜壓失靈,在減壓閥前增加了過濾器;為了檢修和拆換方便還增加了檢修閥門和可曲撓橡膠柔性接頭。減壓閥組的設置詳見圖。本工程選用減壓閥的小啟動壓差為0.02MPa,經(jīng)過校核計算消防時能夠保證處于開啟狀態(tài)。
     
    5   5   結(jié)語
    給水系統(tǒng)的可靠性和安全性對一個廠礦企業(yè)來說是非常重要的,因為工業(yè)給水有它的特殊性,在滿足規(guī)范要求和使用的前提下應盡量為企業(yè)節(jié)約資金。本工程已全部竣工,并且通過了單項工程驗收,目前給水系統(tǒng)運行正常。在這種大高差長管重力流輸水管中給水系統(tǒng)的確定、減壓閥的選擇是關(guān)鍵,要同時保證生產(chǎn)、生活用水和消防用水的水量、水壓,否則將直接影響給水的正常使用。與本產(chǎn)品相關(guān)論文:禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護