随着我国建筑给排水科技的发展,近十余年来阀门市场中出现了各种类型进口和国内自行研制的给水减压阀,因其设计简洁,施工方便,已广泛应用在高层建筑乃至超高层建筑给水系统中。
1减压阀的作用
减压阀是一种调节管道中压强的装置,它可以自动将管道内的介质压力减低到所需压力,避免系统水压过大而引起的用水点出水量大及水击现象,保护用水设备。
2减压阀的种类和原理
减压阀按构造形式分主要有薄膜式、波纹管式和活塞式三类;同时按减压效果又可分为可调和不可调(固定比例)式减压阀。薄膜式和波纹管式减压阀均利用弹簧的阻片作用维持阀前后压力的平衡,并可以在正常的减压范围内任意调节出口压力,设备无噪声,且性能可靠。活塞式减压阀主要有活塞杠杆式和固定比例式。活塞杠杆式内有一调压通道,它利用流量的变化使压力维持在某一范围内。比例减压阀利用活塞前后流通过的截面不同,改变水流的压强。比例减压阀具有结构简单、工作平稳、密封性能好和减压不减流量的优点,是工程中经常使用的一种减压阀。
3在工程中应用减压阀的优点
1)简化给水系统
在高层建筑中,由于系统设备、材料对水压的要求,需进行分区供水。采用减压阀后,系统可以节省分区水泵,或取消中间水箱,增加了建筑的使用面积,也减少了投资。
2)减少污染环节,节约用水
在给水系统中,应用减压阀可避免中间水箱造成的二次污染,防止超压,既保护用水设备和管道,减少跑、冒、滴、漏,又节约用水。
3)节省面积,防止超压
在消防给水系统中,应用减压阀就无需按分区设置水泵,减少水泵的使用台数,从而节省泵房面积,减少投资。若减压阀安装在消火栓前,可防止栓口的超压,保证消火栓的正常使用。
4)便于维护管理
实践表明,应用减压阀的给水减压保障系统与传统的中间水箱减压系统相比,有占用空间小、技术特性稳定、压力比调节灵活、使用寿命长、维护管理便捷等优点。
4减压阀的设计、选用原则
1)作为减压阀,既可以减动压,也可以减静压。弹簧减压阀出口的压力可以调节,而比例减压阀出口压力与进口压力是按比例变化的。在产品选型时一定要根据系统的要求来确定。通常在生活给水系统中,流量变化较大,对压力的要求也不一定,故选用弹簧减压阀在系统运行中调定较为合适。而在消防给水系统中,流量和压力需求是相对确定的,可选用比例减压阀。
2)设计选用时要根据所需的流量和压力,按照厂家提供的产品样本技术参数及特性曲线,选择合适的型号。选用可调式减压阀时,应注意减压阀的公称压力、适用温度、适用介质、连接方式,尤其注意它的出口压力可调节范围是否满足需要。表1为某厂生产的可调式减压阀的主要技术参数。
表1可调式减压阀主要技术参数
公称压力/MPa 1.0 1.6 2.5
壳体试验压力/MPa 1.5 2.4 3.75
密封试验压力/MPa 1.1 1.76 2.75
出口压力可调节范围P2/MPa 0.10~0.8 0.16~1.3 0.25~2.0
工作温度/℃ ≤80
适用介质清水、油品另外,因压差增大易产生噪声,给水系统中使用可调式减压阀的阀前与阀后的最大压差不应大于0.4 MPa。选用比例减压阀时,应注意减压阀的公称压力、适用温度、适用介质、连接方式,更要选择减压标准比例和进口压力范围满足需要的产品。比较常用的比例减压阀的减压比例是2∶1,3∶1,另外有4∶1,3∶2,5∶2等,有的生产厂家还可根据用户的要求设计特殊比例的减压阀,一般不超过5∶1,超过这个范围易产生气蚀现象,损坏阀件,产生啸叫噪声。给水系统使用比例减压阀的减压比例不宜大于3∶1。
3)弹簧减压阀随着管径的增大,由于其结构的原因造成价格增加很多。故在流量较小、水压要求准确时,宜选用弹簧减压阀。而比例减压阀结构简单、体积较小,比较适用于管径大的管道上。
4)基于两类减压阀的原理,阀后压力允许波动时,宜采用比例式减压阀;阀后压力要求稳定时,宜采用可调式减压阀。
5)用于给水分区的减压阀组或重要建筑,为保证系统的长期、可靠运行,宜采用两组减压阀并联安装,交替运行、检修,互为备用。
不得设旁通管,那样将失去减压的意义,造成减压阀后的系统超压,甚至破坏设备。当每组减压阀中单个减压阀不能达到减压要求时,或阀前压力大于阀后配水设备的试验压力时,应采用两个减压阀串联使用,防止单个减压阀因故障失效时破坏配水设备。
5安装、维护管理
1)减压阀可以水平及垂直安装,但可调式减压阀宜水平安装,尽量减少重力作用对调节精度的影响;比例式减压阀宜垂直安装,有利于其阀体上的平衡孔正常工作,必须保持平衡孔暴露在大气中,不致阻塞。另外呢，注意检查比例式减压阀的安装位置。高层内减压阀设计安装的位置不妥，会出现减压阀阀后压力忽高忽低，管网压力严重偏离允许范围，伴随毁坏淋浴器，水管爆裂和损坏用户水表等事故发生；有时也会水流不畅，分区内出现无规律的断水现象，影响用户用水。出现类似事故，检查整个减压阀减压分区给水系统，无疑点可找；拆卸减压阀过滤器等元件并无异常；有些物业管理单位甚至怀疑减压阀的技术性能，多次调换新的减压阀，也不能解决问题。这时可从检查比例减压阀设计安装位置是否合理着手，认真检查管网系统是否存在等位倒虹管现象，即分区的输出管路标高相近。此类情况在主、副楼同一屋顶水箱，下给水供水系统中很容易出现。发现这些问题，可以考虑把比例减压阀安装位置提高一个层面(不能提得太高，必须顾全分区内用水设备的承压规范要求)；也可在主、副楼内，分设两组独立的比例减压阀给水系统。如图1所示(这类故障一般发生在静压供水系统)。
图1减压阀设计安装位置改进
2)减压阀的安装位置应保证调试、观察和维修方便。安装在管道井中的减压阀,应在其相应位置开检修口。
3)在安装前应清洁管道,防止杂物堵塞减压阀。减压阀前后应设阀门。减压阀前应装Y形过滤器(主阀自身设置过滤器者除外),滤网宜采用20目~60目的铜丝网;减压阀后应安装橡胶曲挠接头,以利于检修拆卸。减压阀组的前后应各装一只压力表,便于观察减压阀的工作状况以及滤网的堵塞程度。
4)减压阀不应有气堵、气阻等现象。设有减压阀的给水系统的立管顶端应设置自动排气阀。
5)每年需对过滤器进行定期检查3次~4次,及时清除污秽。有些可调式减压阀,其主阀或者导阀自身设置过滤器,同样需要定期拆洗滤芯。
6)互为备用的减压阀组宜一个月轮流
交换一次,搁置时间过长减压通道死水结垢,减压元件阀芯会卡住失效。消防给水系统的减压阀后安装泄水阀,定期放水,防止长期不用结垢失灵。
7)运行中应及时排除管道中的积气,防止气蚀现象发生,必要时增加自动排气阀。
8)使用一定的年限后,需调换易损件。如活塞式减压阀的阀芯与阀体间的平面密封橡胶件损坏;薄膜式可调型减压阀主阀膜片有裂痕和O形圈损坏;比例式(活塞型)减压阀阀体上的透吸气小孔如出现滴漏不止,表明阀芯上几挡O形密封圈已经磨损,要更换密封件。
6结语
实践表明:应用减压阀的给水减压系统占用空间小、技术特性稳定、压力比调节灵活、使用寿命长、维护管理便捷。但如何保障高层建筑减压阀给水系统的正常工作,使高层建筑用户获得良好的供用水环境,并确保建筑内消防给水系统发挥应有的作用,离不开对减压阀给水系统科学有序的维护管理。因此熟悉系统工作原理,掌握正确管理保养、操作排故知识和技能,对相关工作人员显得特别重要。