礦山廠區(qū)給水減壓閥設(shè)計(jì) 礦山給水減壓閥設(shè)計(jì) 礦山給水減壓閥設(shè)計(jì) 礦山廠區(qū)減壓閥設(shè)計(jì)

之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹礦山廠區(qū)給水減壓閥設(shè)計(jì) 本文就某礦山廠區(qū)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)于大高差長(zhǎng)管重力流這一種特殊輸水管線管徑的確定、減壓閥的選擇以及減壓閥組的設(shè)置進(jìn)行了探討。

礦山廠區(qū)給水減壓閥設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞  輸水管線；重力流；減壓閥

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1 工程概況

該礦山位于河北省秦皇島市市郊，整個(gè)礦山處于一個(gè)狹窄的山谷里，地形起伏較大，分采礦區(qū)和冶煉區(qū)兩部分。水源為地下水，水源地在山梁的另一邊，打管井兩口，由潛水電泵送至山頂高位水池，再由高位水池送至采礦區(qū)和冶煉區(qū)的各用水點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)為廠區(qū)給水設(shè)計(jì)，包括高位水池到采礦區(qū)和冶煉區(qū)的輸水管線、采礦區(qū)和冶煉區(qū)的配水管線。

   煤礦減壓閥屬于先導(dǎo)活塞式減壓閥。由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導(dǎo)閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過(guò)導(dǎo)閥啟閉驅(qū)動(dòng)活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過(guò)流面積的大小，實(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。 煤礦減壓閥主要用于煤礦水管路，起減壓穩(wěn)壓作用。  減壓閥出廠時(shí)，調(diào)節(jié)彈簧處于未壓縮狀態(tài)，此時(shí)主閥瓣和付閥瓣處于關(guān)閉狀態(tài),使用時(shí)按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘，壓縮調(diào)節(jié)彈簧,使膜片下移頂開(kāi)付閥瓣，介質(zhì)由a孔進(jìn)入活塞上方，活塞在介質(zhì)壓力的作用下，向下移動(dòng)推動(dòng)主閥瓣離開(kāi)主閥座，使介質(zhì)流向閥后，同時(shí)由c孔進(jìn)入膜片下方，當(dāng)閥后壓力超過(guò)調(diào)定壓力時(shí)，推動(dòng)膜片上移壓縮調(diào)節(jié)彈簧，付閥瓣隨之向關(guān)閉方向移動(dòng)，使流入活塞上方的介質(zhì)減小，壓力也隨之下降,此時(shí)主閥瓣在主閥瓣彈簧力的推動(dòng)下上移，使主閥瓣與主閥座的間隙減小，介質(zhì)流量隨之減少，使閥后壓力隨之下降到新的平衡，反之當(dāng)閥后壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，主閥瓣和主閥座間隙增大，介質(zhì)流量隨之增加，使閥后壓力隨之增高達(dá)到新的平衡。
 減壓閥是一種自動(dòng)降低管路工作壓力的專門裝置，它可將閥前管路較高的水壓減少至閥后管路所需的水平。減壓閥廣泛用于高層建筑、城市給水管網(wǎng)水壓過(guò)高的區(qū)域、礦井及其他場(chǎng)合，以保證給水系統(tǒng)中各用水點(diǎn)獲得適當(dāng)?shù)姆?wù)水壓和流量。鑒于水的漏失率和浪費(fèi)程度幾乎同給水系統(tǒng)的水壓大小成正比，因此減壓閥具有改善系統(tǒng)運(yùn)行工況和潛在節(jié)水作用。直接作用減壓閥據(jù)統(tǒng)計(jì)其節(jié)水效果約為30%。減壓閥的構(gòu)造類型很多，以往常見(jiàn)的有薄膜式、內(nèi)彈簧活塞式等。減壓閥的基本作用原理是靠閥內(nèi)流道對(duì)水流的局部阻力降低水壓，水壓降的范圍由連接閥瓣的薄膜或活塞兩側(cè)的進(jìn)出口水壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)。
 
一、基本性能 
1、調(diào)壓范圍：它是指減壓閥輸出壓力P2的可調(diào)范圍，在此范圍內(nèi)要求達(dá)?減壓閥到規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關(guān)。 
2、壓力特性：它是指流量g為定值時(shí)，因輸入壓力波動(dòng)而引起輸出壓力波動(dòng)的特性。輸出壓力波動(dòng)越小，減壓閥的特性越好。輸出壓力必須低于輸入壓力—定值才基本上不隨輸入壓力變化而變化。 
3、流量特性：它是指輸入壓力—定時(shí)，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的持性。當(dāng)流量g發(fā)生變化時(shí)，輸出壓力的變化越小越好。一般輸出壓力越低，它隨輸出流量的變化波動(dòng)就越小。
減壓閥的基本性能與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)介紹本工程的特點(diǎn)是地形高差較大，高位水池到采礦區(qū)距離900m，地形高差80m，采礦區(qū)到冶煉區(qū)距離1200m，地形高差80m，整個(gè)給水干管長(zhǎng)2000m，地形高差160m。給水設(shè)計(jì)主要涉及了三個(gè)問(wèn)題：輸水管線管徑的確定；減壓閥的選擇；減壓閥組的設(shè)置。

2   輸水管線管徑的確定

采礦區(qū)和冶煉區(qū)各用水點(diǎn)分布在一個(gè)狹窄的山溝里(長(zhǎng)約2000m)，總高差160m，環(huán)狀給水管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)較困難，確定為枝狀給水管網(wǎng)。生產(chǎn)、生活給水管道與消防給水如果分開(kāi)設(shè)置，可以根據(jù)各自所需的壓力進(jìn)行減壓，但是浪費(fèi)管材，工程造價(jià)高，所以生產(chǎn)、生活給水管道與消防合用。輸水管線管徑的確定既要滿足生產(chǎn)、生活用水的水量、水壓，又要滿足消防時(shí)用水的水壓、水量。設(shè)室外消火栓，室外消防系統(tǒng)為常高壓給水系統(tǒng)，經(jīng)計(jì)算：采礦區(qū)不利點(diǎn)消火栓處需要保持的壓力為0.37MPa，冶煉區(qū)不利點(diǎn)消火栓處需要保持的壓力為0.39MPa。故采礦區(qū)和冶煉區(qū)的給水壓力不小于0.4MPa。由于地形起伏較大，管材宜選用焊接鋼管。采礦區(qū)的生產(chǎn)、生活大時(shí)用水量為24.60m3/h，消防用水量為20L/s(72.00m3/h)；冶煉區(qū)的生產(chǎn)、生活大時(shí)用水量為22.20m3/h，消防用水量為15L/s(54.00m3/h)。輸水管線從高位水池到采礦區(qū)，再?gòu)牟傻V區(qū)到冶煉區(qū)，為長(zhǎng)管重力流中的串聯(lián)管路給水，兩個(gè)管段的直徑、流量不變，流量和水頭損失關(guān)系仍按單管路計(jì)算。長(zhǎng)管水力計(jì)算公式為：

H=AlQ2（１）

式中   H——作用水頭，米水柱；

A——比阻，單位流量通過(guò)單位長(zhǎng)度管道所需的水頭(S2/L2)；

l——管長(zhǎng)(m)；

Q——通過(guò)管段的流量(L/S)。

比阻A，工程上一般采用滿寧公式:

A=10.3n2/d5.33（２）

式中   n——粗糙系數(shù)，鋼管為0.012； 

d——管道直徑(m)。

經(jīng)計(jì)算：輸水管線從高位水池到采礦區(qū)的管徑為DN150；從采礦區(qū)到冶煉區(qū)的管徑為DN125。經(jīng)校核能夠滿足生產(chǎn)、生活及消防用水時(shí)水量、水壓的要求。

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3   減壓閥的選擇

輸水管線管徑確定以后，由于采礦區(qū)和冶煉區(qū)的水壓均大于0.60MPa，就要考慮選擇適合本工程的減壓閥。上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥常用減壓閥按調(diào)節(jié)方式可為比例式減壓閥和可調(diào)式減壓閥(分彈簧式減壓閥、膜片式減壓閥、先導(dǎo)式減壓閥、氣囊式減壓閥等多種)，現(xiàn)對(duì)這兩種閥門做一下比較詳見(jiàn)表。

二、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)                       標(biāo)準(zhǔn)名稱
JIS B3372-1982           壓縮空氣用減壓閥
JIS B8410-1990           水道用減壓閥
GB/T 10868-1989        電站減溫減壓閥知識(shí)條件
GB/T 12244-1989        減壓閥一般條件
GB/T 12245-1989        減壓閥西能試驗(yàn)方法
GT/T 12246-1989        先導(dǎo)式減壓閥
CB/T 3656-1994          水減壓閥
CB/T 3656-1994          船用空氣減壓閥
  ASTM F1370-1992      船用給水系統(tǒng)減壓閥
      JB/T 53265-1994         先導(dǎo)式減壓閥產(chǎn)品質(zhì)量分等
  AWWA C511-1992      減壓防回流閥門組件

煤礦減壓閥維護(hù)與檢修： 
      1、減壓閥應(yīng)存放在干燥的室內(nèi)，通路兩端必須用盲板堵塞，不準(zhǔn)堆置存放。
      2、存放的減壓閥應(yīng)定期檢查，清洗污垢，在各運(yùn)動(dòng)部位及加工面上應(yīng)涂以防銹劑，防止生銹。

由于生產(chǎn)、生活用水量小，消防用水量大，壓要求又較高，平時(shí)管道壓力損失較小，夜間靜壓高，用水設(shè)備、衛(wèi)生器具和給水配件容易損壞，影響使用壽命，所以要求選用能夠減靜壓的減壓閥。本工程選用一種新型先導(dǎo)式減壓穩(wěn)壓閥DY220X，能夠滿足本工程的要求，它的工作原理：當(dāng)下游用水點(diǎn)用水時(shí)閥后壓力稍有降低，主閥上的導(dǎo)閥瞬時(shí)將閥后下降的壓力信號(hào)通過(guò)導(dǎo)閥內(nèi)部壓力的作用反饋給主閥的上腔，使上腔壓力減小，此時(shí)主閥板的開(kāi)度增大，閥后壓力相應(yīng)增大，當(dāng)閥后壓力回升到導(dǎo)閥調(diào)定的壓力時(shí)，主閥板的開(kāi)度保持穩(wěn)定不變，此時(shí)閥后壓力保持相對(duì)穩(wěn)定。可以看出，該減壓閥具有根據(jù)閥后壓力的變化來(lái)自動(dòng)調(diào)整主閥的開(kāi)度，保持閥后壓力穩(wěn)定的功能，而且閥后壓力還可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，閥門前后帶有壓力表，只需調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥上的調(diào)節(jié)螺栓，就能獲得、穩(wěn)定的出口壓力.與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求