排气阀口径如何选择才能满足工况要求呢？

某工程采用岸边取水，水泵供水能力为1000~3800m2/h，水泵P点至A点的管道为原有爬坡管道，管材为钢管，A点至预沉池为新建输水管道，采用两根聚乙烯钢骨架复合管，并联埋地或穿隧道敷设，管道外径802mm，内径766mm，壁厚18mm。输水管道起端A点至末端预沉池高差为9.65m，管道长度2925 m，管道坡降0.0033，管道的粗糙系数0.01，管道前端穿过障碍，有一处下弯反坡点，其他管段顺一个坡度穿越隧道至预沉池，整条管路有两个局部凸点A、B点，停泵时从A点至预沉池之间的管路中水流将按重力流泄空，详见图1。

图1 某工程输水管道示意图

为保证A点至预沉池之间的管道在重力流泄空下不出现负压工况，需要在A、B处设置进排气阀，并使进排气阀的进气量不小于管道的排水量。如果按公式Q=8.83×(JD5)½计算，其中，D的单位按m计，则进气量Qq=938m3/h，将该值代入推导出的管道内径d=0.47 m，表明在该水力坡度下DN500的输水管就可以满足该输水量，说明Q=8.83×(JD5)½所给公式有误。需按本文提出的公式Qq=Q=0.2785ChJ0.54d2.63计算进排气阀的进气量Qq=0.278 5×150×0.00330.54×0.7662.63=0.947(m3/s)=3409 m3/h。

根据CJ/T 217—2005的规定，选择进排气阀的口径时，需将进气量换算成排气量，其中进气量按排气量的80%计，则本工程的排气量Qq=3409/0.8=4261(m3/h)。原设计按Q=8.83×(JD5)½中△P=0.035 MPa，查CJ/T 217—2005附录A的曲线图(见图2)，选DN150的进排气阀即可满足排气量要求。因此，在A、B两点各安装了1个DN150的进排气阀。但在管道充水试压后，通过管道未端的放空阀放空时，A点下游管段在2min内就吸瘪了，这时进排气阀有尖利的啸叫声，说明进排气阀的进气量已达到极限了，进排气阀口径偏小。

图2 复合式高速进排气阀排气量曲线

由此可见，不同材质的输水管道△P不同，不能都按钢管的△P=0.035MPa选择进排气阀。为保护输水管道在突然停泵、重力排空时不被吸瘪，根据表3，外径802 mm的聚乙烯钢骨架复合管的△P为0.008MPa，应按该值来选进排气阀，查CJ/T 217-2005附录A，DN300的进排气阀可以满足要求。由图1可知输水管道有A、B两个凸点，停泵时存在水柱分离的工况，为避免出现弥合水锤损坏管道，采取的补救措施为拆除原A、B两点DN150的进排气阀，原位替换为DN300的三阶段空气阀，实现快进缓排。安装三阶段空气阀后再进行试验，管道未出现负压变形。当然选择进排气阀还要核实排气工况时的排气量，按排气量和进气量的较大值选择满足工况要求的口径。