Vị trí lắp van khí trên tuyến ống cấp nước bằng gang dẻo DN100

Lắp đặt van xả khí trên đường ống nước gang dẻo DN100 tại các điểm đã xác minh có khả năng tích tụ khí và tại những vị trí cần trao đổi khí khi nạp nước, xả nước hoặc xảy ra biến động áp suất. Trước tiên, xác định các đỉnh cục bộ trên trắc dọc đường ống đã lắp đặt, sau đó đánh giá những thay đổi độ dốc, các đoạn bị cô lập và những vùng áp suất thấp liên quan đến máy bơm. Vị trí lắp đặt cuối cùng phải xét đến đường thủy lực và trình tự vận hành: một điểm cao về mặt hình học có thể tích tụ khí nhưng vẫn duy trì áp suất, trong khi một đoạn thấp hơn có thể chịu áp suất chân không khi xảy ra biến động nhất thời.

DN100 xác định kích thước danh nghĩa của ống. Thông số này không quyết định khoảng cách giữa các van xả khí, kích thước đầu nối hoặc khả năng xả. Các quyết định đó cần dựa trên đường kính trong thực tế, trắc dọc đường ống, lưu lượng nước, dải áp suất và tốc độ nạp, xả nước dự kiến.

Xác định các túi khí trên trắc dọc đường ống đã lắp đặt

Sử dụng trắc dọc thể hiện cao độ đỉnh ống, phụ kiện, van cách ly, đầu nối máy bơm và cửa xả. Chỉ dựa vào cao độ mặt đất là không đủ. Đường ống chính chôn ngầm có thể vượt lên tại vị trí giao cắt với công trình tiện ích rồi hạ xuống mà không có đỉnh nào rõ rệt trên mặt đất. Sai số lắp đặt cũng có thể tạo ra một đỉnh thoải không có trong bản vẽ thiết kế.

Đỉnh cục bộ là vị trí đầu tiên cần xem xét để lắp van xả khí kết hợp vì khí có xu hướng tích tụ ở đỉnh ống. Đặt đầu nối ngay tại đỉnh, với đường đi lên liên tục vào van. Đầu nối đặt trên đoạn đi xuống có thể khiến túi khí mắc lại phía trên, đặc biệt khi lưu lượng thấp.

Cần đánh giá riêng các vị trí thay đổi độ dốc. Tại nơi đường ống đang đi lên trở nên thoải hơn, hoặc đường ống đi xuống trở nên dốc hơn, khả năng cuốn theo khí của nước sẽ thay đổi. Việc khí có tích tụ tại đó hay không phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy, độ dốc, kích thước túi khí và hướng vận hành. Hãy đưa các vị trí này vào đánh giá, nhưng không tự động lắp van tại mọi chỗ thay đổi độ dốc.

Các đoạn dài gần như nằm ngang cũng cần được xem xét tương tự. Chỉ dựa vào khoảng cách lắp đặt cố định không thể đảm bảo van sẽ thu gom được khí. Xác định các chỗ nhô lên nhỏ ở đỉnh ống và đánh giá xem lưu lượng vận hành tối thiểu có cuốn khí về phía van xả hiện có hay không. Đường ống có thể cuốn khí đi khi nhu cầu đạt đỉnh nhưng lại giữ các túi khí qua đêm khi lưu lượng giảm.

Chọn chức năng van phù hợp với sự kiện

Xả khí trong quá trình vận hành bình thường và trao đổi lượng khí lớn khi nạp hoặc xả nước đòi hỏi các chức năng van khác nhau. Chọn đúng vị trí nhưng sai chức năng sẽ không giải quyết được vấn đề ban đầu.

Van xả khí/chân không thông thường có lỗ lớn thường đóng lại khi nước tràn vào và không được thiết kế để xả các túi khí nhỏ tích tụ dưới áp suất. Van kết hợp tích hợp cả hai chức năng. Hãy xác nhận đặc tính vận hành trong tài liệu của loại van được chọn, thay vì chỉ dựa vào tên sản phẩm.

Đánh giá nguy cơ chân không ngoài các vị trí đỉnh

So sánh đường thủy lực với cao độ ống trong điều kiện vận hành bình thường, áp suất cấp tối thiểu và các tình huống dừng đã lên kế hoạch. Ở nơi đường thủy lực tiến gần cao độ ống, biên áp suất sẽ nhỏ. Khi đó, sự cố dừng máy bơm, thao tác van nhanh hoặc cột nước bị xả có thể tạo ra áp suất thấp hơn áp suất khí quyển.

Các phép tính ở trạng thái ổn định không xác định được áp suất thấp nhất trong một biến động nhất thời. Chẳng hạn, khu vực đầu xả máy bơm cần được đánh giá nếu việc mất bơm gây sụt áp và tách cột nước. Vị trí van phải xét đến đặc tính của máy bơm, việc đóng van một chiều, cao độ phía hạ lưu và các biện pháp kiểm soát nước va khác. Chỉ lắp thêm van xả khí ngay sau mỗi máy bơm không phải là quy tắc thiết kế đáng tin cậy.

Lượng khí đi vào trong sự kiện áp suất thấp sẽ làm thay đổi đáp ứng áp suất về sau. Khi dòng chảy phục hồi, việc khí thoát ra nhanh và van đóng đột ngột có thể gây ra áp suất tăng vọt. Vì vậy, cần đánh giá phương án xả khí có kiểm soát hoặc cơ cấu chống đóng sập nếu phân tích biến động nhất thời cho thấy có thể xảy ra trình tự này. Hạn chế xả khí cũng ảnh hưởng đến thời gian nạp nước, nên phương án được chọn phải đáp ứng cả hai điều kiện.

Khi xả nước theo kế hoạch, hãy kiểm tra đường đi của khí từ mỗi van đến cửa xả, đồng thời đặt các van cách ly ở đúng vị trí dự kiến. Van ở điểm cao nằm phía bên kia một van cách ly đang đóng không thể bảo vệ đoạn ống đang được xả. Đường ống chính có nhiều đoạn có thể xả riêng có thể cần nhiều vị trí cấp khí, ngay cả khi toàn tuyến chỉ có một đỉnh nổi bật.

Chọn kích thước dựa trên lưu lượng khí và chênh lệch áp suất cho phép

Trong quá trình nạp nước có kiểm soát, thể tích khí bị đẩy ra xấp xỉ thể tích nước đi vào trước khi ảnh hưởng của quá trình nén trở nên đáng kể. Khi xả nước, khí phải đi vào để thay thế lượng nước thoát ra đủ nhanh, nhằm giữ áp suất bên trong trong giới hạn thiết kế. Trước tiên, xác định lưu lượng nước dự kiến, sau đó chọn van xả khí dựa trên các đường đặc tính hiệu suất đã công bố.

Sử dụng đường kính trong thực tế của ống khi quy đổi lưu lượng thành vận tốc nước. Kích thước danh nghĩa DN100 không mô tả đầy đủ diện tích bên trong vì chiều dày thành ống và lớp lót có ảnh hưởng. Tương tự, ký hiệu kích thước đầu nối van không cho biết đường kính lỗ khí hữu hiệu.

Cần đọc các đường đặc tính lưu lượng khí theo chênh lệch áp suất liên quan và điều kiện tham chiếu đã nêu. Không thể so sánh trực tiếp lưu lượng được công bố cho khí tự do với thể tích khí nén bên trong đường ống đang chịu áp suất nếu chưa quy đổi. Hãy xác nhận riêng khả năng nạp và xả khí; một giá trị lưu lượng không thể hiện được cả hai.

Đầu nối nhánh, van cách ly, ống đứng và mọi phụ kiện đầu vào hoặc đầu ra đều là một phần của đường dẫn khí. Một nhánh bị hạn chế có thể chi phối khả năng lưu lượng của van xả khí có kích thước lớn hơn. Hãy chọn đầu nối có kích thước phù hợp và tránh các chỗ uốn hoặc phụ kiện không cần thiết làm tăng tổn thất hoặc giữ nước.

Bố trí đầu nối dễ tiếp cận và phù hợp với hệ thống cấp nước

Kết nối cụm van với đỉnh ống thông qua tê tương thích hoặc phương án khoan lấy nhánh được phê duyệt cho loại ống gang dẻo cụ thể. Xác nhận các giới hạn khoan lấy nhánh, chi tiết lớp lót, cấp áp suất và kiểu mối nối trước khi lắp đặt. Đỡ van và ống đứng để trọng lượng cùng tải trọng bảo trì không gây ứng suất uốn quá mức lên nhánh.

Lắp van cách ly ở vị trí dễ tiếp cận, bên dưới van xả khí, để thuận tiện bảo dưỡng. Vị trí vận hành bình thường của van cách ly phải cho phép lưu lượng khí cần thiết. Ghi rõ vị trí này: van xả khí bị cách ly sau khi bảo dưỡng sẽ không còn khả năng bảo vệ, dù cụm van vẫn hiện diện.

Chỉ dựa vào thông tin vật liệu không thể xác nhận sản phẩm phù hợp. Một sản phẩm gang dẻo được liệt kê là Ống sưởi vẫn cần được xác nhận về khả năng sử dụng trong hệ thống cấp nước, lớp lót, kích thước, cấp áp suất và chi tiết đầu nối trước khi đưa vào đường ống chính này.

Buồng van phải cho phép tháo van, thoát nước đầy đủ và có đường dẫn sạch để khí đi vào. Van xả khí/chân không hút không khí bên ngoài vào đường ống, vì vậy buồng van bị ngập nước sẽ tạo ra đường xâm nhập gây nhiễm bẩn. Mọi phương án bảo vệ cửa thông khí phải duy trì khả năng lưu lượng khí đã dùng để tính kích thước. Lưới chắn và phụ kiện bảo vệ cũng cần được tiếp cận để kiểm tra và vệ sinh.

Kiểm tra vị trí lắp đặt trong quá trình chạy thử

Nạp nước cho từng đoạn với lưu lượng đã sử dụng trong đánh giá van và đảm bảo các cửa thoát khí dự kiến đều sẵn sàng hoạt động. Quan sát xem lượng khí lớn có thoát ra trước khi nước đến van hay không, đồng thời kiểm tra van đóng kín mà không rò rỉ hoặc gây biến động áp suất đột ngột. Các dấu hiệu tích tụ khí vẫn xuất hiện ở phía hạ lưu dù van hoạt động bình thường có thể cho thấy tồn tại một đỉnh chưa được nhận diện, vận tốc cuốn khí không đủ hoặc đầu nối bị hạn chế.

Ghi lại cao độ đỉnh ống sau khi lắp đặt, chức năng van, chi tiết lỗ van, kích thước nhánh, vị trí van cách ly và trình tự nạp, xả nước đã được phê duyệt. Những hồ sơ này rất quan trọng khi các thay đổi sau này tạo ra hướng dòng chảy khác hoặc ranh giới cách ly mới. Vị trí van phù hợp với phương án vận hành ban đầu có thể mất hiệu quả sau khi cấu hình đường ống chính thay đổi.