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自来水厂的阀门选用综述
时间：2017-11-16 22:58:16 点击：次
自来水厂的常规制水工艺从原水取水，沉淀池絮凝沉淀，滤池过滤，直至最后的出水泵房输出供水，都离不开阀门的使用。但是在不同的部位对于阀门的选用要求是大不相同的，正确、合理的选择，可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。主要区别在于阀门的口径，阀门的材料、阀门的類型和阀门的控制方法上。本文主要针对自来水厂的阀门选用进行简要分析。
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1、阀门在城乡供水管网中的作用
在水资源的配送过程中，不可缺少的，它发挥着一个运输中介的作用，城乡供水管网的使用十分广泛，建设工程也十分浩大，不同类型的城乡供水管网能够满足人们不同的需求。在平常的管理中，阀门不总是应用到的，但是在紧急情况下，一个合格的阀门必须能够实现灵活控制，对水流量进行控制。阀门在选择时，主要关注类型、材料、生产厂家、生产技术等，从各个方面确定阀门的质量符合标准。
2、水厂常规制水系统的阀门分布
2.1原水取水的工艺阀门
头部原水的阀门其特点是阀门口径较大，无须经常操作，大部分属于一年甚至几年才需要操作一次，阀门长期处于常开或常闭状态。因此从控制方法上，95%以上选用的是手动阀门，从阀门类型上均为闸阀或者蝶阀，由于闸阀的水头损失要优于蝶阀，头部阀门闸阀略多于蝶阀。口径集中在1200～1600mm，在头部进水管道上也存在口径3000mm或3000mm以上的阀门。
2.2沉淀池阀门
沉淀池的阀门主要是进水阀，出水阀和隔离阀。出水阀基本处于常开状态，隔离阀基本处于常闭状态，一年操作一次，故而这两种阀门都选用手动闸板阀，规格分布在2200×1800～1200×840之间。而沉淀池的进水阀承担着水量分配的重要职责，要求调节频繁，性能可靠，且分布在各个沉淀池前，分布比较散，均采用带有智能控制系统的电动调节阀。它是决定着沉淀池的水量和系统平衡的关键一环，对于制水线是根据出水量动态调节的系统，尤为重要，并且还需要进行PID动态跟踪调节，这时对于阀门的全行程时间，允许的起停频率都会有相应的要求。
2.3滤池阀门
最常见的滤池为四阀滤池，这也是滤池的最基本配置。即无论哪种滤池都至少有进水阀、排水阀、冲洗阀和清水阀这四类阀门。当然现在也有不少五阀、六阀（V型滤池）甚至七阀滤池，还配备了气冲阀，初滤水阀或者多配备一个进水阀等等情况。从阀门的结构上来分清水阀和冲洗阀通常选用蝶阀，这主要原因是清水阀和冲洗阀都安装在管廊内的管道上，且清水阀需要频繁调节，而冲洗阀也会有调节冲洗强度的需求。而进水和排水通常通过渠道进行，故而进水阀与排水阀基本上都选用闸板阀。滤池的冲洗阀口径要略大于清水阀口径，冲洗阀根据滤池面积、冲洗强度和冲洗时间等要求基本上在DN600～DN800，而清水阀根据流量、滤速等要求则在DN400～DN600。进水阀和排水阀的尺寸与沉淀池设计流量、渠道尺寸相关。
2.4泵房阀门
泵房内的阀门主要是水泵机组上的进水阀、出水阀、检修阀和止回阀。前三种阀门基本都选用蝶阀，差异在于控制方式上。进水阀和检修阀只需要手动阀门即可，因为他们处于常开状态。水泵出口阀门的选择，首先需满足水泵能闭阀启动及停止，如果考虑到用出水阀调节水量，使水泵拥有不同的工况来满足需求的因素，出水阀也需要是调节型智能装置控制；其次需配备止回阀，在水泵机组意外停机时能迅速关闭阀门以防止水泵长时间反转，又要避免停泵水锤现象的发生。
2.5水厂加药系统的阀门
水厂加药系统的特性决定了用在上面的阀门口径小，流量小，但是对流量调节要求高，精度要求高，调节速度快，故而通常选用流量调节阀，这种阀门使得介质流通能力仅仅取决于阀本身的结构，这样就做到了流量调节一次完成。水厂加药系统管道内的介质主要是硫酸铝、硫酸铵、次氯酸钠等溶液，这就要求阀门还具有抗腐蚀的能力。硫酸铵对铜有腐蚀作用，不能选用铜材质制作的阀门，一般采用不锈钢球阀或UPVC球阀。次氯酸钠对钢、铁有腐蚀作用，不能选用钢、铁材质制作的阀门，一般采用UPVC球阀或聚四氟乙烯内衬哈氏合金阀芯的阀门。
另外加药系统还会用到不锈钢球阀、UPVC球阀或蝶阀作为开关阀、切换阀等。
3、阀门的选择依据
第一步，所选用阀门的用途、使用工况条件和控制方式。
第二步，安装尺寸和外形尺寸，与管道的连接方式。
第三步，对阀门流体特性的要求：水头损失、流量特性、密封等级等。
第四步，工作介质的性质：工作压力、工作温度、腐蚀性能，是否含有固体颗粒。
第一步，阀门的密封性能要符合介质的要求。
第二步，确定工艺要求，即确定现场管道内的压力、流量和背压等，再确定管道的公称通径和阀座孔的直径，决定阀门的形式和种类。
第三步，根据管道的口径、现场工况条件，选择阀门的类型，结合第二步的工艺参数，选择阀门，同时根据阀门的安装位置，确定所选用阀门的结构长度、法兰连接形式及尺寸、开启和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、整个阀门外形尺寸等。
第四步，根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料。
第五步，根据传动形式选择传动机构，水厂的蝶阀多以多回转的转动机构为主，闸板阀则是直行程的传动机构。
第六步，确定控制方式，对于气控系统就是气缸与配套传动机构选择，对于电控系统则是电动执行机构选择。对于电动执行机构的选择即根据阀门要求的全行程时间、阀门的扭矩等参数，确定传动机构的速比和输出力矩，接口类型，确定电动机的转速、功率等。
第七步，考虑执行机构的防护等级、通讯方法，是否选用可控硅等其他配置。
第八步，利用现有的资料：阀门产品目录、阀门产品样本等选择适当的阀门产品。
结束语
综上所述，随着自动化水平的提高，水厂对阀门的要求也越来越高，越来越多，但是无论如何变化，常规的选用上大致在本文所讲的范围内。主要的阀门本文都有所提及，当然水厂还有用到排气阀、电磁阀、背压阀等，这里就不再详细介绍了。
【参考文献】：
[1]马志成.自来水厂净水模型的制作和使用[J].实验教学与仪器.2015（01）
[2]刘应诚.调速型液力偶合器在自来水厂配水泵上的应用与节能
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1、阀门在城乡供水管网中的作用
在水资源的配送过程中，不可缺少的，它发挥着一个运输中介的作用，城乡供水管网的使用十分广泛，建设工程也十分浩大，不同类型的城乡供水管网能够满足人们不同的需求。在平常的管理中，阀门不总是应用到的，但是在紧急情况下，一个合格的阀门必须能够实现灵活控制，对水流量进行控制。阀门在选择时，主要关注类型、材料、生产厂家、生产技术等，从各个方面确定阀门的质量符合标准。
2、水厂常规制水系统的阀门分布
2.1原水取水的工艺阀门
头部原水的阀门其特点是阀门口径较大，无须经常操作，大部分属于一年甚至几年才需要操作一次，阀门长期处于常开或常闭状态。因此从控制方法上，95%以上选用的是手动阀门，从阀门类型上均为闸阀或者蝶阀，由于闸阀的水头损失要优于蝶阀，头部阀门闸阀略多于蝶阀。口径集中在1200～1600mm，在头部进水管道上也存在口径3000mm或3000mm以上的阀门。
2.2沉淀池阀门
沉淀池的阀门主要是进水阀，出水阀和隔离阀。出水阀基本处于常开状态，隔离阀基本处于常闭状态，一年操作一次，故而这两种阀门都选用手动闸板阀，规格分布在2200×1800～1200×840之间。而沉淀池的进水阀承担着水量分配的重要职责，要求调节频繁，性能可靠，且分布在各个沉淀池前，分布比较散，均采用带有智能控制系统的电动调节阀。它是决定着沉淀池的水量和系统平衡的关键一环，对于制水线是根据出水量动态调节的系统，尤为重要，并且还需要进行PID动态跟踪调节，这时对于阀门的全行程时间，允许的起停频率都会有相应的要求。
2.3滤池阀门
最常见的滤池为四阀滤池，这也是滤池的最基本配置。即无论哪种滤池都至少有进水阀、排水阀、冲洗阀和清水阀这四类阀门。当然现在也有不少五阀、六阀（V型滤池）甚至七阀滤池，还配备了气冲阀，初滤水阀或者多配备一个进水阀等等情况。从阀门的结构上来分清水阀和冲洗阀通常选用蝶阀，这主要原因是清水阀和冲洗阀都安装在管廊内的管道上，且清水阀需要频繁调节，而冲洗阀也会有调节冲洗强度的需求。而进水和排水通常通过渠道进行，故而进水阀与排水阀基本上都选用闸板阀。滤池的冲洗阀口径要略大于清水阀口径，冲洗阀根据滤池面积、冲洗强度和冲洗时间等要求基本上在DN600～DN800，而清水阀根据流量、滤速等要求则在DN400～DN600。进水阀和排水阀的尺寸与沉淀池设计流量、渠道尺寸相关。
2.4泵房阀门
泵房内的阀门主要是水泵机组上的进水阀、出水阀、检修阀和止回阀。前三种阀门基本都选用蝶阀，差异在于控制方式上。进水阀和检修阀只需要手动阀门即可，因为他们处于常开状态。水泵出口阀门的选择，首先需满足水泵能闭阀启动及停止，如果考虑到用出水阀调节水量，使水泵拥有不同的工况来满足需求的因素，出水阀也需要是调节型智能装置控制；其次需配备止回阀，在水泵机组意外停机时能迅速关闭阀门以防止水泵长时间反转，又要避免停泵水锤现象的发生。
2.5水厂加药系统的阀门
水厂加药系统的特性决定了用在上面的阀门口径小，流量小，但是对流量调节要求高，精度要求高，调节速度快，故而通常选用流量调节阀，这种阀门使得介质流通能力仅仅取决于阀本身的结构，这样就做到了流量调节一次完成。水厂加药系统管道内的介质主要是硫酸铝、硫酸铵、次氯酸钠等溶液，这就要求阀门还具有抗腐蚀的能力。硫酸铵对铜有腐蚀作用，不能选用铜材质制作的阀门，一般采用不锈钢球阀或UPVC球阀。次氯酸钠对钢、铁有腐蚀作用，不能选用钢、铁材质制作的阀门，一般采用UPVC球阀或聚四氟乙烯内衬哈氏合金阀芯的阀门。
另外加药系统还会用到不锈钢球阀、UPVC球阀或蝶阀作为开关阀、切换阀等。
3、阀门的选择依据
第一步，所选用阀门的用途、使用工况条件和控制方式。
第二步，安装尺寸和外形尺寸，与管道的连接方式。
第三步，对阀门流体特性的要求：水头损失、流量特性、密封等级等。
第四步，工作介质的性质：工作压力、工作温度、腐蚀性能，是否含有固体颗粒。
第五步，如果阀门要用于控制，必须确定如下额外参数：控制方式、最大和最小流量要求、正常流动的压力降、关闭时的压力降、阀门的最大和最小进口压力。
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第一步，阀门的密封性能要符合介质的要求。
第二步，确定工艺要求，即确定现场管道内的压力、流量和背压等，再确定管道的公称通径和阀座孔的直径，决定阀门的形式和种类。
第三步，根据管道的口径、现场工况条件，选择阀门的类型，结合第二步的工艺参数，选择阀门，同时根据阀门的安装位置，确定所选用阀门的结构长度、法兰连接形式及尺寸、开启和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、整个阀门外形尺寸等。
第四步，根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料。
第五步，根据传动形式选择传动机构，水厂的蝶阀多以多回转的转动机构为主，闸板阀则是直行程的传动机构。
第六步，确定控制方式，对于气控系统就是气缸与配套传动机构选择，对于电控系统则是电动执行机构选择。对于电动执行机构的选择即根据阀门要求的全行程时间、阀门的扭矩等参数，确定传动机构的速比和输出力矩，接口类型，确定电动机的转速、功率等。
第七步，考虑执行机构的防护等级、通讯方法，是否选用可控硅等其他配置。
第八步，利用现有的资料：阀门产品目录、阀门产品样本等选择适当的阀门产品。
结束语
综上所述，随着自动化水平的提高，水厂对阀门的要求也越来越高，越来越多，但是无论如何变化，常规的选用上大致在本文所讲的范围内。主要的阀门本文都有所提及，当然水厂还有用到排气阀、电磁阀、背压阀等，这里就不再详细介绍了。
【参考文献】：
[1]马志成.自来水厂净水模型的制作和使用[J].实验教学与仪器.2015（01）
[2]刘应诚.调速型液力偶合器在自来水厂配水泵上的应用与节能