輸水工程排氣閥設(shè)置間距及口徑計(jì)算案例分析

以某大型多支線輸水工程的供水支線為例，該支線長約8.0km，隧洞段長約1.5km，玻璃鋼管段長約6.5km，水錘波速α=500m/s，最高工作壓力50.8m，允許的最大水錘壓力按1.25倍最高工作壓力控制。管線設(shè)計(jì)流量90萬m3/d，采用玻璃鋼管，管徑為3.0m，流速為1.47m/s，管段總體平緩，坡度約為0.2‰。初步設(shè)計(jì)階段管線中部和尾部各設(shè)置泄水閥1處，泄水閥直徑1000mm；設(shè)置7組排氣閥，間距均為1000m，第一組設(shè)置在隧洞出口附近，均為組合式排氣閥，口徑均為200mm，每組4個(gè)閥門。

首先對排氣閥間距進(jìn)行評估。該工程管線布置平緩，坡度近似為α＝0.2‰，根據(jù)排氣閥設(shè)置間距公式，臨界流速Vc＝2.98m/s。而該工程的管道供水流速為1.47m/s僅約為臨界流速的一半，水流輸送氣體的能力不足。從理論分析的結(jié)果看，初步設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置間距的選取偏大，建議在現(xiàn)有排氣閥設(shè)置基礎(chǔ)上，于相鄰排氣閥中間位置再增設(shè)1組排氣閥。

再對排氣閥的口徑進(jìn)行評估。該工程采用的組合式排氣閥兼具低壓進(jìn)排氣和高壓微量排氣的作用。根據(jù)大口徑排氣閥進(jìn)排氣孔口尺寸的計(jì)算公司及公式，可得管道充水要求的排氣口徑Dout＝212mm，管道放水要求的進(jìn)氣口徑為Dout＝339mm。從理論分析的結(jié)果看，初步設(shè)計(jì)時(shí)每組設(shè)置4個(gè)直徑200mm（當(dāng)量直徑600mm）的排氣閥可以滿足充放水工況對進(jìn)排氣的要求，且有較大余量。在目前設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上建議每組設(shè)置3個(gè)直徑200mm（當(dāng)量直徑346mm）的排氣閥即可滿足要求。