某工程采用岸邊取水，泵的供(gòng)水能力為1000~3800m2/h/h，泵的P點到(dào)A點的(de)管道為原爬坡(pō)管道，管材為鋼管。從A點到預沉(chén)澱池，新建(jiàn)一條輸水管道。采用兩(liǎng)根聚乙烯鋼骨架(jià)複合管，平行埋設或(huò)通過(guò)隧道(dào)敷設。該管的外徑為802毫(háo)米，内(nèi)徑為766毫米，壁厚為18毫米.起點A與終點預(yù)沉澱池的高差為9.65米，管道長度為(wéi)2925米，管道坡度(dù)為0.0033，管道糙率系數為0.01。管道前端通過障礙物，有一個向(xiàng)下的彎道和反坡(pō)點。其他管段(duàn)沿斜坡通過隧道到達預沉澱池。整個管道有兩個局部(bù)突(tū)出點A和b，停泵時，管道内從A點到預沉澱池的水流會被重力流排出。
圖1項目輸水管道示意圖
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生負壓，需要在(zài)A點和B點設置進排氣閥，并使進(jìn)排氣閥的(de)進氣量不小于管(guǎn)道(dào)的排水量。根據公式(shì)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(shū)水管道(dào)能夠滿足該水力(lì)坡度下的(de)輸水能力，q=8.83 (jd5)給出的(de)公式是錯誤的。根據本文提出的(de)公式Qq=Q=0.2785ChJ0.54d2.63，進氣量(liàng)Qq=0.27851500.00330.540.7662.63=0.947(m3/s)=3409 m3/H.
根據CJ/T217—2005，在(zài)選擇進氣門(mén)和排氣門的直徑(jìng)時，應将(jiāng)進氣換算成排氣容積(jī)，其中進氣(qì)按排(pái)氣(qì)容積的80%計算，因此本項(xiàng)目的排氣容積為Qq=3409/0.8=4261(m3/h)。按(àn)原設計(jì)，P=0.035MPa，q=8.83 (jd5)，查CJ/T217—2005附錄a圖(見(jiàn)圖2)，選擇DN150進排氣閥，滿足排氣要求。因(yīn)此，在a點(diǎn)和B點安裝了一個(gè)DN150進排氣(qì)門(mén).但管道充水試(shì)壓後，通過管道(dào)末端(duān)的放空閥放空時(shí)，A點(diǎn)下遊管段會在2分鐘内放氣。這時(shí)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(pái)氣閥(fá)的直徑太小。
圖2複合高速(sù)進排氣門位移曲線
可(kě)以看出(chū)，不同材(cái)質的水管P是不一樣的，所以不能根據鋼管的P=0.035MPa來選擇(zé)進排氣閥。為防止水泵突然停(tíng)機、重力放空時水管坍塌(tā)，根據表3，外徑(jìng)802mm的聚乙烯鋼骨架複合管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(kě)以看出，輸水管道中(zhōng)有兩個凸起a和b，存在(zài)停泵時水柱分離的工況。為了避免橋接水錘損壞管道，補救措施是拆除a、b兩點原進排氣閥DN150，就地更換為DN300三級氣閥，實現快(kuài)進慢出。三級氣閥安裝後進行試驗，管道内無負壓變(biàn)形。當然，在選擇進氣門和排氣門時，需(xū)要驗證排氣工(gōng)況下的排量，根據排量和進氣的較(jiào)大值選擇符合工況要求的口徑。
