庄头泵站供水工程进排气阀的选型计算与分析

高洁　吴建华　刘春烨　杨德明　刘亚明

摘要：为改善管路负压偏大的压力状态，以庄头泵站供水工程为例，选用美国标准ANSI/AWWA C512-2004计算方法、以色列设计空气阀结构尺寸时所采用方法、《Flow Control Devices》中的口径计算方法进行进排气阀的口径选型计算，得到了200 mm和150 mm两种口径的进排气阀选型结果，并分别模拟了两种进排气阀防护工况下的泵站停泵水力过渡过程。结果表明，在200 mm口径的进排气阀防护下，管路负压明显减小，管路压力状态满足规范要求；在150 mm口径进排气阀的防护下，管路负压仍偏大，不满足规范要求。通过水力过渡过程计算对进排气阀的口径选型进行了复核。

关键词：进排气阀选型；水力过渡过程；对比分析；庄头泵站供水工程

目前，为缓解地区问水量供需矛盾，长距离有压输水工程的数量和规模逐渐增多、增大。有压输水管道具有水量损失少、运行维护方便等优点。然而，输水管线会随着实际地形而起伏变化，管道中流速或流量可能会发生急剧变化，引起水锤的发生，危害输水工程。多项研究结果表明，正确地选择和安装进排气阀是解决长距离输水管线水锤防护问题的有效办法之一。进排气阀具有构造简单、造价低、安装方便、不受安装条件限制等优点，现已在工程中广泛使用。为了使进排气阀发挥最大利用效果，其口径选型至关重要。现阶段，如何快捷正确地进行进排气阀选型，是需要解决的问题之一。对于进排气阀的选型计算，现已有多种方法，如张健等以水锤分析为基础，提出了不同工况下长距离供水管线中设置空气阀应满足的通用准则与相关公式：张金承等为复杂地形进排气阀的口径及数量确定提供了分析解决方法。

本研究针对实际工程，通过相关计算方法进行进排气阀口径选型分析，结果验证了充放水工況是进排气阀口径确定的控制工况，相关的计算方法可以作为进排气阀口径取值判断和优化的一种途径。