消除負压的几种方法(改).docVIP

无负压供水设备消除负压的几种方法 ----马戍环在“给水节能技术研讨会”上的发言稿整理 摘要 对消除负压的原理及几种方法的形式和特点作了论述 关键词 无负压给水 吸排气阀 空气罐 瞬变流 智能化 控制 水泵变速 城镇管网不允许直接水泵在负压下抽水,也不允许水泵脉动,流量突变等原因使取水管路中产生负压。因此,“无负压”成为了管网准许接泵抽水的首要条件。于是“无负压”技术研究也成为了热门课题。自1998年无负压给水设备面市以来, “无负压”已经成为约定俗成的技术名词，无负压技术装置和产品不断涌现,五花八门的专利申请已近百件。一项看来简单的应用技术,令人有深奥和神秘的感觉。但如果我们不去管那些机关巧妙、各项专利内容以及各自的技术秘密或诀窍,仅对目前已上市的无负压给水设备按照“无负压”的工作原理来分类,可归纳为如下几种消除负压方法: 补入空气法 1.1原理概述 如果在上端进水(接管网)下端出水(接水泵)的密闭水罐的顶部装上一个或一组吸气阀,则可在水泵抽水流量大于管网进水流量而产生真空时打开吸气阀吸入大气,使密闭水罐成为在大气压力下的开口容器,因此消除了负压,使管网流量限定在负压抽水的临界流量以下。这种常用的吸排气阀的技术和装置,显然属于成熟和有效的技术,因此“补气法”成为无负压给水设备绝大多数产品采用的消除负压方法。在我国最早的该类专利申请中,见于1997年的“机械式真空补偿器”实际上是一个浮子式吸气阀,当水位下降时浮子及阀芯下降接通大气；而称为“电动式真空补偿器”的专利申请就是一个受液位接触点控制而打开的电磁阀。现在很多产品也不在遮遮掩掩地作什么“必威体育官网网址”处理,而是公开在罐顶装上一个“吸排气阀门”。简单的原理和普通的构造被说清楚后,使得“无负压给水类设备”更容易被人理解和接受。 1.2 存在的问题 1.2.1“补气法”是在真空产生时吸入大气,自然会有空气或吸入物污染水质的可能。为此,北京市的有关文件提出“防止局部污染”,“防空气污染水质”的条款,就是针对“补气法”的这一缺点而言。市场上也出现了称为“真正全密闭”的产品,针锋相对地指向了吸气阀补气法产品的软肋。 1.2.2 笔者曾撰文对吸排气阀动作可靠性问题提出疑义﹝见注1文﹞是出自两个方面的原因,首先是作为机械结构器件的浮子阀或电磁阀必然存在的动作失灵和机械寿命问题。特别是当管网水压足够而水泵容量不大时根本没有缺水负压产生的条件,面对瞬变流产生的负压,动作相对迟缓的机械阀门也根本不会动作,因此,出现阀门长年不动,该动时动不了,而形同虚设的现象。 另外,诺大的水罐截面面积,使罐中水位下降到达控制高度时间较长,在吸气阀打开前的过渡时段,负压早已形成并可能导致水体汽化,析出气泡,聚成气穴、气囊,充塞在水罐顶部,恰在管网连接的进水口处,使得进水过程中呈现汽液两相流的非稳定流态运动的水力因素。此时进气阀能否打开？能否排气、补气?都是较难把握的。如若不能顺畅的排气、吸气则会有管道水阻增大、压力增高或压力振荡不稳,甚至会造成管道接头漏水,管壁疲劳而降低使用寿命或发生爆管事故,这是管网方面最担心的事情。笔者所知因吸气阀失灵或打不开的故障导致水泵、电气故障时有发生,甚至有把进水罐都吸瘪的恶性故障。 1.2.3负压消除检验标准、实验方法和检验手段过于简单、含糊。表现为缺少定量的指标，缺少动态过渡过程的指标,在产品标准中采用“进水流量小于出水流量时负压消除器自动打开”的试验方法,而并不规定进水或出水流量的数值,则是很容易达到要求的低标准。譬如,将进水阀门关闭,进水量必然小于出水量,吸气阀是很容易打开的,但这并不能代表正常工况流量时的状况。 1.2.4储水罐容积难以选定。笔者曾在文章中提出过“在基本不改变供水现状和格局的限定条件下扩大直接供水范围”, “优先考虑管网能力和安全的价值取向”，“维持一部分水池、水箱的二次加压供水方式”等观点﹝注1﹞,不赞成在管网能力不能满足最大需水流量时通过储水罐来“贮水调峰”,即:管网进水流量会小于用户用水量时则不准使用“无负压”设备。于是,进水罐只是为了消除负压动作过程中缓冲水量的需要就可以很小了。当然为了扩大无负压产品使用范围,讨好用户,增加卖点,可以增大蓄水罐容积并命名为“稳流补偿器”,甚至可以把它作成100m3之大。切不说如此庞然大物加工、安装、打压、试水都存在工艺上的很多问题,只问购买如此巨大的一个压力容器要价值几何?再说,一旦蓄水量需要达到100 m3用来补偿进水量和用水量之差时,所谓的真空抑制器或是“吸气阀”就处在长时间打开的接通大气的状态下,密闭的水罐就是一个开口水池。既无管网余裕压力可叠加利用,也需要考虑蓄水时间若过长的水质变坏问题。如此分析,还是老老实实用“水池”的好。还有,水罐容积的计算也是有问题的,如公式为:V容积=(Q