自來水廠的閥門選用綜述

鄔曉東

【摘要】：自來水廠的常規制水工藝從原水取水，沉淀池絮凝沉淀，濾池過濾，直至最后的出水泵房輸出供水，都離不開閥門的使用。但是在不同的部位對于閥門的選用要求是大不相同的，正確、合理的選擇，可以獲得閥門最經濟的使用壽命和最佳的性能。主要區別在于閥門的口徑，閥門的材料、閥門的類型和閥門的控制方法上。本文主要針對自來水廠的閥門選用進行簡要分析。

【關鍵詞】：自來水廠；閥門；選用

1、閥門在城鄉供水管網中的作用

在水資源的配送過程中，不可缺少的，它發揮著一個運輸中介的作用，城鄉供水管網的使用十分廣泛，建設工程也十分浩大，不同類型的城鄉供水管網能夠滿足人們不同的需求。在平常的管理中，閥門不總是應用到的，但是在緊急情況下，一個合格的閥門必須能夠實現靈活控制，對水流量進行控制。閥門在選擇時，主要關注類型、材料、生產廠家、生產技術等，從各個方面確定閥門的質量符合標準。

2、水廠常規制水系統的閥門分布

2.1原水取水的工藝閥門

頭部原水的閥門其特點是閥門口徑較大，無須經常操作，大部分屬于一年甚至幾年才需要操作一次，閥門長期處于常開或常閉狀態。因此從控制方法上，95%以上選用的是手動閥門，從閥門類型上均為閘閥或者蝶閥，由于閘閥的水頭損失要優于蝶閥，頭部閥門閘閥略多于蝶閥。口徑集中在1200～1600mm，在頭部進水管道上也存在口徑3000mm或3000mm以上的閥門。

2.2沉淀池閥門

沉淀池的閥門主要是進水閥，出水閥和隔離閥。出水閥基本處于常開狀態，隔離閥基本處于常閉狀態，一年操作一次，故而這兩種閥門都選用手動閘板閥，規格分布在2200×1800～1200×840之間。而沉淀池的進水閥承擔著水量分配的重要職責，要求調節頻繁，性能可靠，且分布在各個沉淀池前，分布比較散，均采用帶有智能控制系統的電動調節閥。它是決定著沉淀池的水量和系統平衡的關鍵一環，對于制水線是根據出水量動態調節的系統，尤為重要，并且還需要進行PID動態跟蹤調節，這時對于閥門的全行程時間，允許的起停頻率都會有相應的要求。

2.3濾池閥門

最常見的濾池為四閥濾池，這也是濾池的最基本配置。即無論哪種濾池都至少有進水閥、排水閥、沖洗閥和清水閥這四類閥門。當然現在也有不少五閥、六閥（V型濾池）甚至七閥濾池，還配備了氣沖閥，初濾水閥或者多配備一個進水閥等等情況。從閥門的結構上來分清水閥和沖洗閥通常選用蝶閥，這主要原因是清水閥和沖洗閥都安裝在管廊內的管道上，且清水閥需要頻繁調節，而沖洗閥也會有調節沖洗強度的需求。而進水和排水通常通過渠道進行，故而進水閥與排水閥基本上都選用閘板閥。濾池的沖洗閥口徑要略大于清水閥口徑，沖洗閥根據濾池面積、沖洗強度和沖洗時間等要求基本上在DN600～DN800，而清水閥根據流量、濾速等要求則在DN400～DN600。進水閥和排水閥的尺寸與沉淀池設計流量、渠道尺寸相關。

2.4泵房閥門

泵房內的閥門主要是水泵機組上的進水閥、出水閥、檢修閥和止回閥。前三種閥門基本都選用蝶閥，差異在于控制方式上。進水閥和檢修閥只需要手動閥門即可，因為他們處于常開狀態。水泵出口閥門的選擇，首先需滿足水泵能閉閥啟動及停止，如果考慮到用出水閥調節水量，使水泵擁有不同的工況來滿足需求的因素，出水閥也需要是調節型智能裝置控制；其次需配備止回閥，在水泵機組意外停機時能迅速關閉閥門以防止水泵長時間反轉，又要避免停泵水錘現象的發生。

2.5水廠加藥系統的閥門

水廠加藥系統的特性決定了用在上面的閥門口徑小，流量小，但是對流量調節要求高，精度要求高，調節速度快，故而通常選用流量調節閥，這種閥門使得介質流通能力僅僅取決于閥本身的結構，這樣就做到了流量調節一次完成。水廠加藥系統管道內的介質主要是硫酸鋁、硫酸銨、次氯酸鈉等溶液，這就要求閥門還具有抗腐蝕的能力。硫酸銨對銅有腐蝕作用，不能選用銅材質制作的閥門，一般采用不銹鋼球閥或UPVC球閥。次氯酸鈉對鋼、鐵有腐蝕作用，不能選用鋼、鐵材質制作的閥門，一般采用UPVC球閥或聚四氟乙烯內襯哈氏合金閥芯的閥門。

另外加藥系統還會用到不銹鋼球閥、UPVC球閥或蝶閥作為開關閥、切換閥等。

3、閥門的選擇依據

第一步，所選用閥門的用途、使用工況條件和控制方式。

第二步，安裝尺寸和外形尺寸，與管道的連接方式。

第三步，對閥門流體特性的要求：水頭損失、流量特性、密封等級等。

第四步，工作介質的性質：工作壓力、工作溫度、腐蝕性能，是否含有固體顆粒。

第五步，如果閥門要用于控制，必須確定如下額外參數：控制方式、最大和最小流量要求、正常流動的壓力降、關閉時的壓力降、閥門的最大和最小進口壓力。

4、閥門的選擇步驟

第一步，閥門的密封性能要符合介質的要求。

第二步，確定工藝要求，即確定現場管道內的壓力、流量和背壓等，再確定管道的公稱通徑和閥座孔的直徑，決定閥門的形式和種類。

第三步，根據管道的口徑、現場工況條件，選擇閥門的類型，結合第二步的工藝參數，選擇閥門，同時根據閥門的安裝位置，確定所選用閥門的結構長度、法蘭連接形式及尺寸、開啟和關閉后閥門高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸和數量、整個閥門外形尺寸等。

第四步，根據管線輸送的介質、工作壓力、工作溫度確定所選閥門的殼體和內件的材料。

第五步，根據傳動形式選擇傳動機構，水廠的蝶閥多以多回轉的轉動機構為主，閘板閥則是直行程的傳動機構。

第六步，確定控制方式，對于氣控系統就是氣缸與配套傳動機構選擇，對于電控系統則是電動執行機構選擇。對于電動執行機構的選擇即根據閥門要求的全行程時間、閥門的扭矩等參數，確定傳動機構的速比和輸出力矩，接口類型，確定電動機的轉速、功率等。

第七步，考慮執行機構的防護等級、通訊方法，是否選用可控硅等其他配置。

第八步，利用現有的資料：閥門產品目錄、閥門產品樣本等選擇適當的閥門產品。

結束語

綜上所述，隨著自動化水平的提高，水廠對閥門的要求也越來越高，越來越多，但是無論如何變化，常規的選用上大致在本文所講的范圍內。主要的閥門本文都有所提及，當然水廠還有用到排氣閥、電磁閥、背壓閥等，這里就不再詳細介紹了。

【參考文獻】：

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