农村管道供水中排气阀应用分析

摘要：本文作者通过实际工程项目，剖析了农村供水管道中排水阀安装的各项细节。

关键词：供水工程；排水阀；农村供水

中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：

1、工程现状

我县的农村供水工程，绝大部分自清水池到用水户都选用了重力式自压供水方式。其主要特点是：在适当的地方选择建设水厂，修建高位水池；利用自然地形高差，形成压力，自压供水，避免了二次加压。减小了供水费用。由于乡镇农户居住比较分散，一般以自然村为单位，择地而居，只有村(镇)所在地人口相对集中，为提高供水效益，工程设计都要考虑适当扩大供水范围，一般采用村村联片供水方式。因此，高位水池与乡镇中心有一定的距离，水厂距村(镇)所在地一般为4～7 km，这是因为供水水源主要以地下水、泉水为主，受到地下水文地质条件及泉眼位置的制约。由于主管道沿途的地形起伏，高差变化较大，为了避免管槽挖方过大，在保证一定压力的前提下，管槽均随地形变化而变化，保证挖深到最大耕作层以下即可。

长距离输水管道，由于地形起伏变化，管道的水力坡降大小不一，管内水的流速有急有缓，水流运动造成的掺气以及管道内压力的变化，在输送水过程中溶解的气体会析出并聚集在管道的最高点，从而减小了过水断面，增大了管道的水头损失，加之在运行过程中各种控制闸阀的开启，在管道中会产生气阻的现象，气阻现象严重时，管道输水严重受阻，甚至无法向管网供水。因此，在一定距离内和管道的最高点必须安装排气阀，用以排除管道内聚集的气体防止气阻现象发生，保证管道正常输水。因此，输水主管道的排气是工程设计中必须考虑的问题之一。

2、排气阀的间距

排气阀间距是必须首先确定的问题之一。我县大莫古镇人饮工程施工中，只在最高点设置了1个排气阀，从此处到用水处主管道长4.0km，首次通水失败。经分析确诊，认为是排气阀过少所致，采用增加排气阀数量的方式予以解决。利用优选法，在0.618L(L为两个排气阀之间的距离)处设排气阀，逐渐安装排气阀，观察供水情况，共设5个排气阀，试通水成功，并满足用户用水。此段输水管没有用户，当有用水户时，用户的出水咀可以起到排气的作用。因此，排水阀除在地形起伏的最高点设置外，主管沿途无用水户时，根据经验认为，450～700m较为合理。

3、排气阀的结构型式

在农村人畜饮水工程中，输水主管道的管径通常情况下均小于300mm，正常选用成品单口排气阀即可满足排气要求。排气阀的结构型式通常是根据输水主管道的材质情况来决定，不同的材质类型决定了排气阀安装结构型式的不同。农村人畜供水工程适用比较普遍的管材为钢管、铸铁管、混凝土管以及塑料管等，而塑料管具有弹性好、耐腐蚀、地基变形适应性强、重量轻、内壁光滑、过水能力强等诸多优点而被广泛应用。

3．1 钢管、铸铁管上排气阀的结构型式

对于钢管、铸铁管输水主管道上的排气阀结构型式，均可在其管上根据材料进行设置。在钢管上可以焊接分直接管，然后接上排气阀即可(图1)；对于铸铁管可以用厂家生产的变径三通直接安装，再用与排气阀接口相同直径的钢管拔丝连接即可(图1)。

图 1 钢管、铸铁管排气阀安装

3．2 塑料管上排气阀的结构型式

以塑料管为输水主管，排气阀的安装采用下面两种方式：

(1)钢管接头型排气阀结构

利用与塑料管同直径的钢管，截取300～500mm，两端焊连钢法兰片，塑料管端头上加塑料法兰片(可用PVC专用粘接胶粘接)，螺杆连接形成一种排气阀结构型式(图2)。

图 2钢管接头型排气阀结构

这种结构型式主要是将塑料主管截断，利用钢管连接(钢管连接件要做防腐处理)，将排气阀安装在钢管部分，施工过程中既可先埋塑料管，然后安装排气阀，也可将排气阀钢件制做好到该留排气阀的位置直接安装。前一种方法在施工时要求截断塑料管，截取长度要精确，误差要严格控制，一般控制在±5～±10mm，否则将影响安装质量。后一种方法，可随接随安装，两种方法施工都很方便。

(2)塑料分水鞍型排气阀结构

这种方法是在塑料管上直接利用现有的塑料管配件进行安装。目前，随着塑料管材在人畜饮水工程中的大量推广使用，生产厂家研制开发了许多不同种类、不同结构用途、不同型式及形状的各种类型塑料管之间的连接配件。这些塑料管配件种类齐全，品种繁多，可以方便地满足各种连接之间的需求。在实践中，摸索了利用分水鞍制造安装排气阀方法，其结构型式如图3所示。

图3 塑料管分水鞍型排气阀结构

这种结构型式的排气阀，其特点是：可以直接在主管道上安装，避免了塑料主管被截断，结构十分简单，而且施工也很方便。根据输水主管道的直径D，选择与之相匹配的分水鞍，同时分水鞍分支口直径应与排气阀分直接管管径相匹配，在输水主管上部钻取孔径与排气阀分直接管直径相同的孔，安装分水鞍，接上分直接管，然后安装排气阀。

4、几种结构型式经济比较及结论

上述几种排气阀结构型式是本人在参加我县七个农村供水项目工程中探索出的型式。在主管、分直接管及排气阀管径相同的情况下，主管是钢管、铸铁管的费用较低，而塑料管的费用相对较高。主管是塑料管时，采用分水鞍结构型式排气阀费用相对较低，而采用钢管接头型式排气阀费用相对较高。这些都是与主管材料的选择使用紧密相联系的，不同的主管材料，应选择不同的排气阀结构型式。主管母材不同，其安装施工也有难易之分，因此具体情况要具体对待。从目前农村人畜供水工程的选材情况来看，绝大部分都选用塑料管，因此在塑料主管上使用分水鞍结构排气阀型式，无疑是一种简单方便，经济合理的结构型式，值得推广使用。

5、结束语

排气阀在农村管网供水中虽是看似不重要的装置，却在管道供水中起着重要作用，在正常供水的情况下其作用不十分明显，但在首次供水及管道检修重新供水时显的十分重要，如布置不合理将会导致供水困难甚至供水失败，所以，在农村管网供水的设计和施工中应高度重视，合理布局，才能达到设计的供水效果，充分发挥水厂效益。