Где устанавливать воздушные клапаны на водопроводе из труб из высокопрочного чугуна DN100

Устанавливайте воздушные клапаны на водопроводе из высокопрочного чугуна DN100 в подтвержденных точках скопления воздуха и в местах, где при заполнении, опорожнении или переходных процессах давления требуется воздухообмен. Сначала определите локальные высшие точки по фактическому профилю проложенного трубопровода, затем оцените изменения уклона, изолированные участки и зоны низкого давления, связанные с насосами. При окончательном выборе мест установки учитывайте линию гидравлического уклона и последовательность эксплуатации: в геометрической высшей точке может скапливаться воздух, хотя в трубопроводе сохраняется давление, тогда как на более низком участке при переходном процессе может возникнуть вакуум.

DN100 обозначает номинальный размер трубы. Он не определяет расстояние между воздушными клапанами, размер присоединения или пропускную способность для воздуха. Для принятия этих решений необходимы фактический внутренний диаметр, профиль трубопровода, расход воды, диапазон давления, а также заданные скорости заполнения и опорожнения.

Определите места скопления воздуха по фактическому профилю трубопровода

Используйте продольный профиль с указанием отметок верхней образующей трубы, фасонных частей, запорной арматуры, подключений насосов и сливных отводов. Одних лишь отметок поверхности земли недостаточно. Подземный водопровод может подниматься над пересечением с другими коммуникациями, а затем снова опускаться, при этом на поверхности земли явной высшей точки не будет. Допуски при монтаже также могут создать пологий подъем, отсутствовавший на проектном чертеже.

Локальная высшая точка — первое место, которое следует рассмотреть для установки комбинированного воздушного клапана, поскольку воздух обычно скапливается у верхней образующей трубы. Располагайте присоединение на вершине профиля, обеспечив непрерывный восходящий участок к клапану. Если присоединение находится ниже, на нисходящем участке, над ним может остаться воздушный карман, особенно при малом расходе.

Изменения уклона требуют отдельного внимания. Если восходящий участок становится менее крутым или нисходящий — более крутым, меняется способность потока переносить воздух. Скопление воздуха в таких местах зависит от скорости потока, уклона, размера воздушного кармана и направления движения воды. Учитывайте эти точки при оценке, но не устанавливайте клапан автоматически в каждом месте изменения уклона.

Такая же тщательная оценка требуется для длинных почти горизонтальных участков. Постоянное расстояние между клапанами само по себе не гарантирует, что они будут удалять воздух. Определите небольшие подъемы верхней образующей и оцените, переносит ли воздух минимальный рабочий расход к существующему воздухоотводчику. При пиковом потреблении поток может уносить воздух, но ночью, когда расход снижается, воздушные карманы могут оставаться в трубопроводе.

Подберите функцию клапана с учетом рабочего события

Для выпуска воздуха при нормальной эксплуатации и для интенсивного воздухообмена при заполнении или опорожнении требуются разные функции клапана. Правильное место установки при неверно выбранной функции не решит исходную проблему.

Обычный воздушно-вакуумный клапан с большим отверстием, как правило, закрывается при поступлении воды и не предназначен для выпуска небольших скоплений воздуха под давлением. Комбинированный клапан совмещает обе функции. Проверяйте рабочие характеристики по документации на выбранный клапан, а не полагайтесь только на его наименование.

При оценке риска вакуума учитывайте не только высшие точки

Сопоставьте линию гидравлического уклона с отметкой трубопровода при нормальной эксплуатации, минимальном давлении подачи и предусмотренных условиях остановки. Если линия гидравлического уклона приближается к отметке трубопровода, запас по давлению невелик. При отключении насоса, быстром переключении арматуры или опорожнении водяного столба может возникнуть давление ниже атмосферного.

Расчеты установившегося режима не показывают минимальное давление при переходном процессе. Например, зону нагнетания насоса следует оценить на случай падения давления и разрыва сплошности потока при прекращении перекачки. Расположение клапана должно учитывать работу насоса, закрытие обратного клапана, высотные отметки ниже по потоку и другие предусмотренные меры защиты от гидравлического удара. Установка воздушного клапана сразу после каждого насоса не является надежным универсальным правилом проектирования.

Воздух, поступивший при падении давления, влияет на последующее изменение давления. При восстановлении потока быстрый выпуск этого воздуха и резкое закрытие клапана могут вызвать скачок давления. Поэтому при таком сценарии, выявленном анализом переходных процессов, следует рассмотреть регулируемый выпуск воздуха или конструкцию с защитой от гидравлического удара. Ограничение выпуска также влияет на время заполнения, поэтому выбранная схема должна обеспечивать выполнение обоих условий.

При плановом опорожнении проследите путь поступления воздуха от каждого клапана до сливного отвода, учитывая предусмотренные положения запорной арматуры. Клапан в высшей точке, расположенный за закрытой запорной арматурой, не защитит опорожняемый участок. Если водопровод разделен на несколько участков, которые можно опорожнять отдельно, может потребоваться несколько точек впуска воздуха, даже если в общем профиле есть только одна выраженная высшая точка.

Подберите размер по расходу воздуха и допустимому перепаду давления

При контролируемом заполнении вытесняемый объем воздуха приблизительно равен объему поступающей воды, пока эффекты сжатия не становятся существенными. При опорожнении воздух должен замещать уходящую воду с такой скоростью, чтобы внутреннее давление оставалось в пределах расчетного значения. Сначала определите заданные расходы воды, затем выберите воздушный клапан по опубликованным характеристикам.

При переводе расхода в скорость воды используйте фактический внутренний диаметр трубы. Номинальный размер DN100 не позволяет точно определить внутреннюю площадь сечения, поскольку на нее влияют толщина стенки и футеровка. Аналогично, обозначение присоединения клапана не указывает эффективную площадь воздушного отверстия.

Характеристики расхода воздуха необходимо интерпретировать с учетом соответствующего перепада давления и указанных эталонных условий. Указанную пропускную способность по свободному воздуху нельзя напрямую сравнивать с объемом сжатого воздуха в трубопроводе под давлением без пересчета. Отдельно проверьте характеристики впуска и выпуска: одно значение пропускной способности не описывает обе функции.

Ответвление, запорный клапан, стояк, а также любые входные и выходные принадлежности входят в воздушный тракт. Ограничение ответвления может снизить пропускную способность более крупного воздушного клапана. Подберите присоединение соответствующего размера и избегайте лишних изгибов и фитингов, увеличивающих потери или способствующих скоплению воды.

Обеспечьте доступность присоединения и пригодность для водоснабжения

Подключите узел к верхней образующей трубы через совместимый тройник или с помощью одобренного способа врезки, предусмотренного для конкретной чугунной трубы. Перед монтажом проверьте допустимые параметры врезки, характеристики футеровки, номинальное давление и конструкцию соединения. Закрепите клапан и стояк так, чтобы их вес и нагрузка при техническом обслуживании не создавали чрезмерных изгибающих напряжений в ответвлении.

Установите под воздушным клапаном доступную запорную арматуру, чтобы можно было выполнять обслуживание. В штатном рабочем положении она должна обеспечивать требуемый воздухообмен. Четко зафиксируйте это положение: клапан, изолированный после технического обслуживания, не обеспечивает защиту, даже если узел остается на виду.

Само по себе обозначение материала не подтверждает пригодность изделия. Для изделия из высокопрочного чугуна, указанного как труба для отопления, перед включением в этот водопровод необходимо также подтвердить пригодность для водоснабжения, тип футеровки, размеры, номинальное давление и детали присоединения.

Камера должна обеспечивать доступ для демонтажа, надлежащий дренаж и свободный путь для поступающего воздуха. Воздушно-вакуумные клапаны втягивают наружный воздух в трубопровод, поэтому затопленная камера создает риск загрязнения. Любая защитная конструкция вентиляционного отверстия должна сохранять расход воздуха, использованный при подборе размера клапана. Обеспечьте также доступ для осмотра и очистки сеток и защитных принадлежностей.

Проверьте расположение при вводе в эксплуатацию

Заполняйте каждый участок с расходом, принятым при оценке клапана, оставляя предусмотренные воздухоотводчики открытыми. Проверьте, выходит ли основной объем воздуха до того, как вода достигнет клапана, и закрывается ли клапан без утечек и резких изменений давления. Если симптомы скопления воздуха сохраняются ниже по потоку от исправного клапана, причиной может быть неучтенная высшая точка, недостаточная скорость переноса воздуха или ограниченное присоединение.

Зафиксируйте отметки верхней образующей проложенного трубопровода, функции клапанов, параметры отверстий, размеры ответвлений, положения запорной арматуры, а также утвержденные последовательности заполнения и опорожнения. Эти записи важны, если последующие изменения приведут к смене направления потока или появлению новых границ изоляции. Место установки, подходившее для исходной схемы эксплуатации, может стать неэффективным после изменения конфигурации водопровода.