某工程采(cǎi)用岸邊取水，泵的供水能力為1000~3800m2/h/h，泵的P點到A點的管道為原爬坡管道，管材為鋼管。從A點到預(yù)沉澱池，新建一條輸水管(guǎn)道(dào)。采用兩(liǎng)根聚乙烯鋼骨架複合管，平(píng)行埋設或通過隧道(dào)敷設。該管的外徑為802毫米，内(nèi)徑為(wéi)766毫米，壁厚為18毫米.起點A與終點預沉澱池的(de)高差為9.65米，管道長(zhǎng)度為2925米，管道坡度為0.0033，管道糙率系數為0.01。管道前(qián)端通過(guò)障礙物，有一個向下的彎道和反坡點。其他管(guǎn)段沿(yán)斜坡通過隧道到達預沉澱池。整(zhěng)個管道有兩個局部突出點A和b，停泵時，管道内從A點到預沉(chén)澱池的水流會被重力流(liú)排出。
圖1項目輸水管道示(shì)意圖(tú)
為了保證A點與(yǔ)預沉澱池之間的管道在重力流排空下不産(chǎn)生負壓，需要在A點和B點(diǎn)設置進排氣閥，并使進排氣閥(fá)的進氣量不小于管(guǎn)道的排水量。根據公式q=8.83 (jd5)，其中d的單位為m，進氣量Qq=938m3/h，代入推導出的管(guǎn)道内徑d=0.47m，說明DN500輸水管道能夠滿足(zú)該水力坡度(dù)下的輸水能力，q=8.83 (jd5)給出的公式是錯誤的。根(gēn)據本(běn)文提(tí)出的(de)公式Qq=Q=0.2785ChJ0.54d2.63，進氣量Qq=0.27851500.00330.540.7662.63=0.947(m3/s)=3409 m3/H.
根據CJ/T217—2005，在選擇進氣門和排氣門的直徑時，應(yīng)将(jiāng)進氣換(huàn)算成排氣容積(jī)，其中進氣(qì)按排氣容積(jī)的80%計(jì)算，因此本項目的(de)排氣容積為Qq=3409/0.8=4261(m3/h)。按(àn)原設計，P=0.035MPa，q=8.83 (jd5)，查CJ/T217—2005附錄a圖(見圖2)，選擇DN150進(jìn)排氣閥，滿足排氣要求。因此，在(zài)a點和B點安裝了一個DN150進排氣門(mén).但管道充水試壓後，通過管(guǎn)道末端的放(fàng)空閥放空時，A點下遊管段會在(zài)2分鐘(zhōng)内放氣。這時進排氣閥會發出尖銳的尖叫聲，說明進(jìn)排氣閥的進氣量已經(jīng)達到極限，進排氣閥的直(zhí)徑太小。
圖2複合高速(sù)進排氣門位移(yí)曲(qǔ)線
可以看出，不同(tóng)材質的水管P是不一樣的，所以不能(néng)根據鋼管的P=0.035MPa來選擇進排氣閥。為防止水泵突然停(tíng)機、重力放空時水管(guǎn)坍塌，根據(jù)表3，外徑802mm的聚乙烯鋼骨架(jià)複合(hé)管P為0.008MPa，進出口閥門應按此值選擇。根據CJ/T217-2005附錄A，DN300的進、出口閥門能夠滿足要求。從圖1可以(yǐ)看出，輸水管(guǎn)道中有兩(liǎng)個凸起a和b，存在停泵時水柱分(fèn)離的工況。為了避免橋接水錘損壞(huài)管道，補救(jiù)措施是拆除a、b兩點原(yuán)進排氣閥DN150，就地更換為DN300三級氣閥，實現快(kuài)進慢出。三(sān)級氣閥安裝後進行試驗，管道内無負壓變(biàn)形。當然(rán)，在選擇進氣門和排氣門時，需要驗證排氣工況下的排量，根(gēn)據排量和進氣(qì)的較大值選擇符合工況要求(qiú)的口徑。
