自控阀在供水系统中的应用

王君

摘要：介绍了一种新型阀门在供水企业的心脏——加压泵房中

的应用，并对自控阀的安全性、可靠性、稳定性、自动化等性能在供水系统中发挥的作用进行了论述。

关键词：供水系统 智能 自控

0 引言

同煤集团供水分公司现拥有22座加压站，担负着整个集团公司生产、生活用水，由于供水分公司大部分加压站闸阀、止回阀已超过使用年限，导致阀门关闭不严，且损坏率极高，这种状况严重影响着公司供水设备的安全，以及供水的稳定性。为此供水分公司选用先进的自控阀，对超过使用年限的闸阀、止回阀进行更新改造。

1 自控阀的原理和技术特点

自控阀分为三个部分：主阀体、膜片控制室及旁通管，以膜片为界，膜片以上为上腔，与排水管道相连通，膜片以下为下腔，与阀门进水口管道相连接，小阀板固定在阀杆上，大阀板在阀杆上上下滑动。

当电机启动后，阀门进口处压力逐渐增加，压力水：

①产生推动大阀板向上的力，此时阀门不能立即打开（因为膜片控制上腔有背压）。②压力通过旁通管进入膜片控制腔下腔。随着下腔进水量增加，当下腔的压力大于上腔的压力时，下腔压力水推动膜片往上移动，这时小阀板没有对大阀板施加压力。③大阀板有一种力推动其往上移动，在这两个力的作用下，阀门逐渐打开，从而达到启泵时轻载、闭闸、缓开的目的。当突然停电或事故停泵或正常停泵时，阀门进水口处压力水流速降低，大阀板也随之下降，当其流速为零时（即进水口处流速为零时），大阀板由于自身重力而迅速关闭（时间3s～5s），可防止大部分水倒流，此时阀门前后形成一种水压差，压力水一方面通过小阀板底部的三条泄压槽进行泄压。④压力水从旁通管进入膜片控制室上腔（此过程为吸压腔，能有效吸收一部分水能量），当上腔压力水大于下腔时，压力水推动膜片往下移动，当下腔压力水全部被挤出来时，小阀板缓缓下降，恢复到待机状态，此过程中缓闭时间可调节（3s～150s），届时阀板已全部关闭，滴水不漏。

技术特点：①安全性能好：通过智能缓开器的动作来控制阀门在绝对预设压力值下闭闸开启。②自动化程度高：不用人工，不用电力，完全自动。③结构简单：易损件少，安装维护方便，基本无需调试便可达到满意效果。④可靠性能高：关键部位均采用特殊材质，阀门的启闭动作灵活可靠，关闭严密不泄露。⑤技术先进：该设备采用国际最新的正双偏心技术（可自动）、嵌入式密封环技术、橡胶挤压密封技术、可调式闭闸控制技术。

技术参数：

公称压力：1.0Mpa～1.6Mpa 压力损失：<0.03Mpa

缓开时间：1～50秒 缓闭时间：3～150 秒

水锤峰值：≤1.5倍工作压力

膜片疲劳次数：200万次以上

正因为其停机时具有速闭、线性泄压、吸压腔及缓闭等四种水锤消除功能，故停机时无一点响声产生，效果很好。

2 应用情况及效益

通过改造后的运行情况表明，自控阀可以代替多个阀门，即只安一阀便可完全替代闸阀、微阻缓闭止回阀及水锤消除器的全部功能，其功效完全符合供水要求。2011年底供水分公司已在白家湾站、狼儿沟站、北山站和时庄水厂四个站点安装了12台自控阀，其经济效益、社会效益显著。

2.1 自2004年北山站第一台自控阀更新改造后至今，未进行过任何维修，真正达到了零维护，而传统的闸阀和止回阀每年至少需固定维护保养四次，每次的维护保养费用都在2000元左右，其中维修率按30%计算，每次维修用配件成本约500元，故通过改造每年可节约维护保养、维修及人工等费用约5.2万元。

2.2 经过改造后，消除了水锤，爆管事故的发生明显降低，减少了因抢修管道、更换阀门造成的停水时间。改造的四个站的平均出水量约为600m3/h，每次从发现爆管事故到抢修完成恢复供水的停水时间约为24h，一年可减少事故按4次计算，平均每年增加供水量5.76万吨，故仅此一项，经此次技术改造后每年就可挽回损失40.03万元。

2.3 抢修管道所需的材料、配件成本、挖掘机等车辆产生的费用及占地费用平均每次约为3万元，改造后每年可节约费用12万元。

2.4 此项技术改造带来的社会效益也是十分显著的。

①使用传统的闸阀和止回阀，每次启闭阀都需司泵工下泵房操作，受噪声危害较大，经改造后，司泵工只需在操作间进行观察和操作即可，大大降低了劳动强度和噪声污染导致的职业病危害。②由于抢修管道的次数减少，降低了因抢修占地、封路等带来的社会影响。③使用自控阀能够最大限度的保障供水的安全和稳定，在2012年8月份大斗沟站给四老沟站送水管线上发生的一起爆管事故，就是由于突然停电引发了水锤事故导致管道的承插口破裂，使得四老沟矿及以上各矿的生产、生活用水受到影响。经过改造后，完全可以避免此类事故的发生，从而保障整个同煤集团正常的生产、生活用水及冬季的供暖需求。

3 应用前景

供水分公司目前还有大部分超过使用年限的闸阀和止回阀，将根据具体情况，逐步对其进行改造，同时供水分公司正逐步向调度远程实时监控的方向发展，选用的增压泵自控阀能够通过加装GPRS远程监控装置，进行远距离的实时监控，为下一步实现远程大规模精确流量集中控制提供条件。

4 结语

自控阀可完全替代闸阀、止回阀及水锤消除器的全部功能，并能有效的消除水锤，降低事故发生率，使供水系统安全、平稳运行。随着同煤集团的做大做强，供水分公司将面临更多复杂地形、复杂环境的供水任务，自控阀的应用将具有更加广阔的前景。

参考文献：

[1]深圳市水务集团有限公司.供水管道工[M].中国建筑工业出版社，2006.

[2]张汉林，张清双，胡远银.阀门手册：使用与维修[M].化学工业出版社.

[3]李波.增压泵自控阀在加压泵房的应用[J].山西建筑，2004.