礦山廠區給水減壓閥設計 礦山給水減壓閥設計 礦山給水減壓閥設計 礦山廠區減壓閥設計

之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現在介紹礦山廠區給水減壓閥設計 本文就某礦山廠區給水系統設計中對于大高差長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置進行了探討。

礦山廠區給水減壓閥設計關鍵詞  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，整個礦山處于一個狹窄的山谷里，地形起伏較大，分采礦區和冶煉區兩部分。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和冶煉區的各用水點。本次設計為廠區給水設計，包括高位水池到采礦區和冶煉區的輸水管線、采礦區和冶煉區的配水管線。

   煤礦減壓閥屬于先導活塞式減壓閥。由主閥和導閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調節彈簧等零件組成。通過調節調節彈簧壓力設定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導閥啟閉驅動活塞調節主閥節流部位過流面積的大小，實現減壓穩壓功能。 煤礦減壓閥主要用于煤礦水管路，起減壓穩壓作用。  減壓閥出廠時，調節彈簧處于未壓縮狀態，此時主閥瓣和付閥瓣處于關閉狀態,使用時按順時針方向轉動調節螺釘，壓縮調節彈簧,使膜片下移頂開付閥瓣，介質由a孔進入活塞上方，活塞在介質壓力的作用下，向下移動推動主閥瓣離開主閥座，使介質流向閥后，同時由c孔進入膜片下方，當閥后壓力超過調定壓力時，推動膜片上移壓縮調節彈簧，付閥瓣隨之向關閉方向移動，使流入活塞上方的介質減小，壓力也隨之下降,此時主閥瓣在主閥瓣彈簧力的推動下上移，使主閥瓣與主閥座的間隙減小，介質流量隨之減少，使閥后壓力隨之下降到新的平衡，反之當閥后壓力低于調定壓力時，主閥瓣和主閥座間隙增大，介質流量隨之增加，使閥后壓力隨之增高達到新的平衡。
 減壓閥是一種自動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、城市給水管網水壓過高的區域、礦井及其他場合，以保證給水系統中各用水點獲得適當的服務水壓和流量。鑒于水的漏失率和浪費程度幾乎同給水系統的水壓大小成正比，因此減壓閥具有改善系統運行工況和潛在節水作用。直接作用減壓閥據統計其節水效果約為30%。減壓閥的構造類型很多，以往常見的有薄膜式、內彈簧活塞式等。減壓閥的基本作用原理是靠閥內流道對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的進出口水壓差自動調節。
 
一、基本性能 
1、調壓范圍：它是指減壓閥輸出壓力P2的可調范圍，在此范圍內要求達?減壓閥到規定的精度。調壓范圍主要與調壓彈簧的剛度有關。 
2、壓力特性：它是指流量g為定值時，因輸入壓力波動而引起輸出壓力波動的特性。輸出壓力波動越小，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，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的持性。當流量g發生變化時，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就越小。
減壓閥的基本性能與設計標準介紹本工程的特點是地形高差較大，高位水池到采礦區距離900m，地形高差80m，采礦區到冶煉區距離1200m，地形高差80m，整個給水干管長2000m，地形高差160m。給水設計主要涉及了三個問題：輸水管線管徑的確定；減壓閥的選擇；減壓閥組的設置。

2   輸水管線管徑的確定

采礦區和冶煉區各用水點分布在一個狹窄的山溝里(長約2000m)，總高差160m，環狀給水管網實現較困難，確定為枝狀給水管網。生產、生活給水管道與消防給水如果分開設置，可以根據各自所需的壓力進行減壓，但是浪費管材，工程造價高，所以生產、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、生活用水的水量、水壓，又要滿足消防時用水的水壓、水量。設室外消火栓，室外消防系統為常高壓給水系統，經計算：采礦區不利點消火栓處需要保持的壓力為0.37MPa，冶煉區不利點消火栓處需要保持的壓力為0.39MPa。故采礦區和冶煉區的給水壓力不小于0.4MPa。由于地形起伏較大，管材宜選用焊接鋼管。采礦區的生產、生活大時用水量為24.60m3/h，消防用水量為20L/s(72.00m3/h)；冶煉區的生產、生活大時用水量為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，再從采礦區到冶煉區，為長管重力流中的串聯管路給水，兩個管段的直徑、流量不變，流量和水頭損失關系仍按單管路計算。長管水力計算公式為：

H=AlQ2（１）

式中   H——作用水頭，米水柱；

A——比阻，單位流量通過單位長度管道所需的水頭(S2/L2)；

l——管長(m)；

Q——通過管段的流量(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，鋼管為0.012； 

d——管道直徑(m)。

經計算：輸水管線從高位水池到采礦區的管徑為DN150；從采礦區到冶煉區的管徑為DN125。經校核能夠滿足生產、生活及消防用水時水量、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，由于采礦區和冶煉區的水壓均大于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閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調式減壓閥,自力式減壓閥常用減壓閥按調節方式可為比例式減壓閥和可調式減壓閥(分彈簧式減壓閥、膜片式減壓閥、先導式減壓閥、氣囊式減壓閥等多種)，現對這兩種閥門做一下比較詳見表。

二、設計標準
標準代號                       標準名稱
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條件
GB/T 12244-1989        減壓閥一般條件
GB/T 12245-1989        減壓閥西能試驗方法
GT/T 12246-1989        先導式減壓閥
CB/T 3656-1994          水減壓閥
CB/T 3656-1994          船用空氣減壓閥
  ASTM F1370-1992      船用給水系統減壓閥
      JB/T 53265-1994         先導式減壓閥產品質量分等
  AWWA C511-1992      減壓防回流閥門組件

煤礦減壓閥維護與檢修： 
      1、減壓閥應存放在干燥的室內，通路兩端必須用盲板堵塞，不準堆置存放。
      2、存放的減壓閥應定期檢查，清洗污垢，在各運動部位及加工面上應涂以防銹劑，防止生銹。

由于生產、生活用水量小，消防用水量大，壓要求又較高，平時管道壓力損失較小，夜間靜壓高，用水設備、衛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式減壓穩壓閥DY220X，能夠滿足本工程的要求，它的工作原理：當下游用水點用水時閥后壓力稍有降低，主閥上的導閥瞬時將閥后下降的壓力信號通過導閥內部壓力的作用反饋給主閥的上腔，使上腔壓力減小，此時主閥板的開度增大，閥后壓力相應增大，當閥后壓力回升到導閥調定的壓力時，主閥板的開度保持穩定不變，此時閥后壓力保持相對穩定。可以看出，該減壓閥具有根據閥后壓力的變化來自動調整主閥的開度，保持閥后壓力穩定的功能，而且閥后壓力還可以在一定的范圍內調節，閥門前后帶有壓力表，只需調節先導閥上的調節螺栓，就能獲得、穩定的出口壓力.與本產品相關論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求