城市供水管网中阀门的选择与管理

上海市自来水市北公司沪北管线管所
蒋宝发 赵宏康 颜国栋 陈勇

一、概述

　　阀门是自来水管网设备装置中重要组成部分,在自来水管网的运行中,阀门起者对流体介质的开通、截断和调节流量、压力和改变流向的控制作用，阀门的这些作用是保证管网中自来水畅通输配，以及配合管网维修改造施工的必要条件，因此阀门的功能实现，将直接影响正常供水和安全供水，关系到自来水公司的服务质量，阀门的密封不好，还会使水量流失造成浪费，同时从阀门井溢出水给行人带来不便，更为重要的是在处理爆管等突发事件时，阀门不能及时关闭，贻误抢修时间，将造成严重后果。因此阀门质量是至关重要的，如同人体的咽喉一样，应引起我们足够重视，市北公司沪北管线管理所管网科承担着对阀门的管理和养护的重要职责，如何完成领导交给的任务，努力提高阀门操作的可靠性，努力提高阀门的完好是我们工作的重点。

二、阀门的结构和特点

　　上海市自来水市北公司沪北管线管理所负责普陀、闸北区域的自来水管网的管理，管线长度 2297公里，安装的阀门有22000 台左右，阀门的品种主要是闸阀、蝶阀和止回阀等，最大口径达到 1800mm。阀门的压力级一般为1Mpa。驱动方式多数为手动，我们在选型、维护这些阀门时，首先要对阀门品种的结构、特点和性能进行充分了解，现对主要种类的阀门叙述如下：
1、立式闸阀
　　立式闸阀是使用最广泛的阀门，具有结构简单，性能可靠，流阻小等优点。闸阀主要有阀盖，阀体，闸板和密封填料等部分组成。闸板石闸阀的启闭件,垂直安装在阀体内,通过阀杆传动,闸板能在垂直与通径轴线方向作直线升降运动，完全关闭时，锲形角度的吻合把闸板推压在阀座上，所以水密封性较好。完全关闭时，闸板不露在同径内，水头压力损失较小。
2、卧式闸阀
　　由于南方区域的地势较低，大口径闸阀无法垂直安装在道路上，因此需要卧式安装，卧阀的阀体底部有光滑的导向筋。闸板上装有两只不锈钢的滚轮，启闭时，闸板的滚轮在阀体的导向筋上作直线滚动，因此相比立式闸阀，卧阀的开启力矩较小。
3、蝶阀
　　蝶阀与闸阀相比，具有外形小、份量轻、启闭扭矩小和操作时间短等优点，蝶阀主要有阀体、蝶板、密封圈等部分组成，蝶阀的阀体呈圆筒状，结构长度短，强度方面比较稳定，蝶板呈圆盘状，是蝶阀的启闭件，能围绕阀体内的轴线旋转，蝶板旋转90度就能完成一次启闭，改变蝶板的偏转角度，可达到调节流量的作用，蝶阀的密封圈一般为橡胶，所以密封性能较好，橡胶采用三六乙丙胶或丁晴胶，具有较好的抗老化性和耐磨性，从近几年来看，在大口径方面，蝶阀有逐步取代闸阀的趋势，但蝶阀在全开时，蝶板位于阀体内，所以水头压力有所损失。例如，在95年9月，沪太路环镇北路北面DN1800的阀门在验收中发现关不刹，由于沪太路DN1800管线在沪北地区管网中的作用巨大，为保证管网的畅通，不能轻易断水。以后在公司所领导的几番讨论验证下，决定对该阀门进行调换。今年6月，我所采用郑州蝶阀厂的DN1800蝶阀对原有阀门进行调换。该调换阀门转数为125转，而原有阀门为474转，操作阀门的时间将近缩短3/4，大大缩短了断水时间。
4、止回阀
　　自来水管网使用较多的是旋启式止回阀，旋启式止回阀的结构是由一个与铰链活络连接的阀瓣绕阀体轴线进行启闭，止回阀是自动启闭的阀门，由水流的动力打开阀门，当回流时，阀门自动关闭，在自来水的管网上，该阀的作用是只允许水沿一个方向流动。
　　我们掌握了各种主要阀门结构原理后，能根据工况进行科学的选型，在阀门使用过程中出现问题，能进行针对性的分析研究，采取正确的操作方法和合理的维护措施，这样大大的提高了实现阀门功能的有效性。

三、采用全封闭传动机构，提高阀门操作可靠性

　　阀门操作的可靠性是指通过操作，确保阀门启闭实现正确动作。这是实现阀门密封作用的先决条件。
在自来水的主要管网上，通常使用DN500以上大口径闸阀。由于启闭扭距大，一般采用伞齿轮传动机构，通过小牙盘带动大牙盘达到放大力矩的作用。过去的伞齿轮一般都是开式结构。该结构的齿轮精度较差，齿轮的支撑架刚性不好。所以，在关闭阀门力矩大时，即发生啮合的位移。甚至齿轮长期浸在阀门窨井的水中，锈蚀严重齿顶变小，使之传动失效。经常发生阀门无法关闭的现象，造成隐患。特别是处理爆管的紧急关头，将失去抢修的宝贵时间。我们在上海自来水公用阀门的配合下，将开式伞齿轮传动机构改为先进的全封闭齿轮传动机构。该结构的齿轮被安装在封闭的、充满油脂的箱体内，可有效防止锈蚀。齿轮的精度较高，并采用轴承定位，啮齿十分可靠，传动效率达到90%以上。扣距较小。近几年来，我们共完成了150台阀门改造。使这些几乎失效的阀门提高了操作可靠性，经济效益和社会效益十分明显。

四、建立阀门档案，将强运行管理

　　阀门的质量好坏是硬件方面的内容，阀门的管理则是软件方面的内容。硬件是条件，软件是关键。因为仅是硬件好而疏虞管理其效果达不到所企目标。所以，我们管网科着重在阀门管理方面下工夫。
1、建立阀门档案资料
　　要管理好阀门，首先要对我们使用范围的阀门概况了如指掌。做到胸中有数。因此我们建立了阀门档案资料库。在管线的平面图上标注了阀门的位置并赋予每只阀门数字代号。按数字代号我们记录了详细的阀门档案资料，如阀门的种类、规格型号、生产厂家、安装日期、施工单位、阀门的旋向、启闭圈数等。当我们充分掌握这些阀门资料时，在处理阀门出现的问题时就能得心应手。
2、建立操作纪录，建立巡检制度
　　建立阀门档案资料是静态管理，那么建立操作和巡线记录则是动态管理，通过阀门操作单和定期的巡检可以反馈出阀门存在问题及时采取措施，做到预防在先。阀门对于自来水行业来说，其特殊意义和作用先前已经谈过，基本上每一次施工（排管、接水、修漏等）都要使用到阀门，因此每一个阀门安装后的验收工作是此阀门能够正常使用的前提保证。阀门的验收有其基本的操作流程。施工单位在阀门安装之前，需通知阀门队校验阀门，登记阀门资料。待工程完毕后，进行正式验收，验收阀门的三相符（红油、搭角线、阀箱清理状况）。备全资料以及阀门的开启状态，整个流程需做到严密、谨慎，确保阀门初始资料的齐全、完善。平时会由于阀箱堆没、遗失或铜梗折断、大饼脱落等原因造成阀门无法操作，这就必须通过日常养护工作来保持阀门良好的操作性。日常阀门养护工作要做到及时发现、及时登记、及时调换。

五、存在问题和努力方向 我们在对阀门管理中发现存在一些问题：

　　1． 随着城市建设的快速发展，在阀门安装地点的周围环境发生了变化，使阀门安装的位置一下子难以确定。甚至一些施工和绿化的堆土掩盖阀门的位置。
　　2． 由于上海的自来水管网历史较长，一些安装年久的阀门没有留下任何原始资料。结构不清楚。而这些阀门已锈蚀损耗，但更换条件不足给操作上带来困难。
　　我们今后在阀门管理中以注入新技术为方向,针对目前有的阀门资料不全,搭角线由于建筑物的改变而失实,我们引进了GPS系统对阀门进行监控与管理。近年来,我们对于阀门资料的管理逐步采用电脑化。大小阀门卡和竣工图都采用CAD绘制,并且以前的竣工图也正逐步的扫描进电脑,通过电脑管理逐步取代以前的老式管理。而且在单位内通过局域网把各科室的电脑连起来，使单位内的每台电脑都可通过局域网查询资料，大大节省了工作时间提高了工作效率。对于从事管线管理工作的人都知道，每天的阀门操作单工作量非常大，而且容易出错，为此我们特地委托电脑软件公司为我们定制了一套阀门管理软件，通过他可以在电脑上完成全部操作单的填报，还可以调出任一阀门的详细资料。这样，通过逐步的电脑化，我们的资料管理更加系统化，更易于管理与修改。

　　综上所述，我们已经知道了阀门在自来水管网上的重要性，我们也尝试了一些做法和积累了一些经验，取得一些成绩，但与上海大城市不断增长的供水要求还有距离。我们将不断探索使用新技术提高对阀门管理水平，不断进取。