給水系統減壓閥設計

給水系統減壓閥設計 給水減壓閥設計 給排水減壓閥 消防水減壓閥 排水減壓閥 減壓閥系統

之前介紹減壓閥前后的壓力變化，現在介紹給水減壓閥是一種降低給水管道中水壓的閥門，其原理是通過水壓的變化或增強局部水頭損失以達到減壓的目的。具體動作程序是通過啟閉件的節流將進口壓力穩定至某一個需要的出口壓力，并能在進口壓力及流量變化時利用介質本身能量保持出口壓力基本不變。國家標準圖01SS105《常用小型儀表及特種閥門選用安裝》問世以來，引起建筑給排水界和消防建審部門的關注。通過南寧世貿商城三號樓設計淺析了減壓閥在建筑消火栓給水系統中的位置選擇問題，其內容可供建筑消防給水系統設計和審查人員參考。給水系統中常用的減壓孔板只能減動壓，不能減靜壓；而給水減壓閥既可以減動壓，也可以減靜壓。給水減壓閥可以簡化給水系統，防止系統超壓，避免水擊，保護用水設備，節約用水。目前，給水減壓閥已廣泛應用于各類分區給水系統中，尤其適用于高層建筑的生活及消防給水系統中。

給水減壓閥是一種降低給水管道中水壓的閥門，其原理是通過水壓的變化或增強局部水頭損失以達到減壓的目的。具體動作程序是通過啟閉件的節流將進口壓力穩定至某一個需要的出口壓力，并能在進口壓力及流量變化時利用介質本身能量保持出口壓力基本不變。

給水系統中常用的減壓孔板只能減動壓，不能減靜壓；而給水減壓閥既可以減動壓，也可以減靜壓。給水減壓閥可以簡化給水系統，防止系統超壓，避免水擊，保護用水設備，節約用水。目前，給水減壓閥已廣泛應用于各類分區給水系統中，尤其適用于高層建筑的生活及消防給水系統中。
1給水系統減壓閥設計給水減壓閥的分類及原理
按照結構形式分類，給水減壓閥分為比例式、可調式兩類，結構示意參見圖1。

比例式的出口壓力與進口壓力是按照固定比例減壓的。比例式結構簡單，閥體只有一個活動部件活塞，活塞在截留口的前后面積不同。隨著流量的變化，截留口產生的阻力損失隨著進口、出口的壓力差變化，截留口的縫隙也變化，保持進口、出口的壓力按照固定比例。當沒有流量時，閥體的截留口*關閉實現減靜壓。比例式的減壓效果好，無需人工調節，閥體體積小，便于加工制作，價格低廉，安裝、維護簡便，使用壽命長，但出口壓力不能調節。
可調式的出口壓力可以按照需要進行調節，通過增強局部水頭損失以達到減壓的目的。進水通過截留口，降低的壓力作為反饋信號引到橡膠膜片下面，利用膜片與彈簧的力平衡關系，通過聯動閥芯使閥瓣保持在一定的開啟高度，得到相應的阻力系數，使出水壓力達到設定值。當達到關閉截留口的設定值時，實現減靜壓。調節彈簧的平衡力可以靈活地調節出口壓力。
可調式的出口壓力相對穩定，動作反應靈敏，使用靈活，結構復雜，閥體體積大，價格較高。使用一段時間后，當出口壓力出現偏移時，可以調節后繼續使用。閥體內彈簧和隔膜在使用一定年限后，會出現彈性疲勞和老化現象，需及時調整或更換。

給水系統減壓閥設計給水減壓閥在給水系統中的應用 

按照控制方式分類，給水減壓間分為直接作用式、先導式兩類。
直接作用式是利用出口壓力變化直接控制閥瓣運動。
先導式由主閥和先導閥組成，出口壓力的變化通過先導閥控制主閥動作，并可使出口壓力穩定，又稱減壓穩壓閥。
2應用給水減壓閥的優點
(1)簡化系統。
在各類分區給水系統中，尤其是高層建筑的生活及消防給水系統中，由于材料、用水設備對水壓的要求，需進行分區供水。應用給水減壓閥，系統可以節省分區水泵，取消中轉或減壓水箱(池)。
(2)防止系統超壓，避免生活給水的二次污染。
應用給水減壓閥，可以防止系統超壓，避免水擊，保護用水設備，節約用水。在生活給水系統中，給水減壓閥可以避免生活給水的二次污染。
(3)解決供水矛盾。
應用給水減壓閥，可以解決相鄰分區邊界的供水矛盾。在消防給水系統中給水減壓閥可以防止消防用水設備的超壓，保證系統正常工作。
(4)節約投資。
由于節省分區水泵及泵房面積，取消中轉或減壓水箱(池)，從而節約投資。
3給水減壓閥的選用
比例式的出口壓力與進口壓力是按照固定比例減壓的，可調式的出口壓力可以按照需要進行調節，應根據給水系統的要求，并考慮給水減壓閥的正常減壓范圍，正確地選用。
給水減壓閥供水工況參見圖2。

 給水減壓閥在給水系統中的應用 

圖2表示給水減壓閥當進口壓力P1一定時，出口壓力P2隨著流量變化的工況曲線。
對于比例式，其中有一段流量△Q ()，其壓力相對穩定，因此流量在這段△Q內變化，
能滿足出口壓力P2相對固定的要求。比例式結構簡單，閥體體積小，適用于管徑較大的系統。在消防給水系統中，其壓力通常是通過比例設定的，宜選用比例式。
對于可調式，流量Q的變化受到阻力的影響，出口壓力P2隨著流量Q相應變化。隨著公稱直徑的增大，可調式由于其結構的原因造成價格增加很多。可調式適用于流量較小、水壓要求準確的系統。在生活或生產給水系統中，由于流量變化較大，壓力要求也有波動，宜選用可調式，并現場調定減壓值。選用時，應按照產品樣本，查出各種公稱直徑的出口壓力調節范圍，小公稱直徑相對在低壓范圍內調整，大公稱直徑相對在中壓范圍內調整。
3.1比例式給水減壓閥選用原則
(1)閥前壓力與閥后壓力按照固定比例減壓，而且閥后壓力無需調節;
(2)按照設計秒流量選定公稱直徑，而且 設計秒流量應在流量一一壓力特性曲線的有效段內；
(3)給水減壓閥的壓力等級應高于預定的閥前壓力;
(4)相應于設計流量的閥后壓力應滿足不利點用水的水壓要求；
(5)減壓比不宜大于3: 1，并盡量避開氣蝕區。
3.2可調式給水減壓閥選用原則
(1)閥后壓力可調節，或閥后壓力要求相對穩定;
(2)按照流量一一水頭損失曲線選定公稱直徑;
(3)給水減壓閥的壓力等級應高于預定的閥前壓力;
(4)壓力等級1.0MPa的給水減壓閥的閥后壓力不應大于O.8MPa，閥后低壓力不應小于O.05MPa;
(5)閥前低壓力應大于閥后動壓O. 2MPa;
(6)在生活給水系統中，閥前與閥后的大壓差不應大于O.4MPa，要求環境安靜的場所不應大于O.3MPa;
(7)給水減壓閥的公稱直徑小于或等50rnm時，宜選用直接作用式；公稱直徑大于50rnm時，宜選用先導式。

4給水減壓閥的配管設計
 可調式減壓閥設計選用要點
（1）工程式中應用的水力控制閥是經過制造廠檢驗合格，各種標識齊全，技術資料符合要求的產品。
（2）根據功能要求，選擇閥門種類，再根據管道輸送介質、溫度、建筑標準和業主要要求等，確定閥門的閥體和密封部位的材質。常用的閥體材料有鑄鐵、銅鐵、銅、塑料等。常用的密封面和襯里材料有銅合金、塑料、鋼、硬質合金、橡膠等。閥體材料應與管道材料相匹配。
（3）閥門的公稱壓力有0.6、1.0、1.6、2.5和4.0MPa等不同級別，管道輸送的介質，其工作壓力應小于閥門的公稱壓力值。
（4）工程中水力控制閥的設置應當有足夠的空間，以便管理、操作、安裝和維修，并應符合管路對閥門的要求。
（5）管路采用法蘭連接時，應采用法蘭連接的水力控制閥；管路采用溝槽式連接時，應采用溝槽式連接的水力控制閥。
（6）活塞式可調式減壓閥應設置在介質單向流動的管路上。
（7）活塞式可調式減壓閥主閥體上的箭頭方向必須與管路系統流向一致。
（8）接水力控制閥管段不應有氣堵、氣阻現象。在管網高位置等存氣段應設置自動排氣閥。
（9）閥門水平安裝時，閥蓋、閥桿應朝上。垂直安裝時，閥蓋、閥桿應朝外。
（10）閥門安裝前應做強度和嚴密性試驗。
（11）閥門的強度和嚴密性試驗應符合以下規定。

A．閥門的強度試驗壓力為公稱壓力的1.5倍；
B．閥門的嚴密性試驗壓力為公稱壓力的1.5倍；
C．試驗壓力在試驗持續時間內應保持不變，且殼體填料及閥瓣密封面無滲漏；
D．閥門試驗持續時間按上表。

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調式減壓閥,自力式減壓閥當生活、生產、消防給水系統的水池（箱）其進水管公稱直徑大于或等于50mm時宜設置遙控浮球閥。遙控浮球的公稱通徑應與管路公稱直徑相同。遙控浮球閥前應設置過濾器，過濾器應符合下列規定：
活塞式可調式減壓閥宜水平安裝。水平安裝時，閥蓋宜向上。消防給水系統的減壓閥閥后應有排水設施。自動噴水滅火系統的需減壓時，減壓閥應設置在報警閥前（沿水流方向），與單個報警閥配套設置的減壓閥，可不設備用減壓閥；與多個報警閥配套設置的減壓閥，應設備廠用減壓閥。用于熱水供應工程的減壓閥，應采用熱水型減壓閥。
采用干管干管循環方式（半循環方式）的熱水供應工程，減壓閥設置要求應與冷水工程相同；采用立管循環方式（全循環方式）的熱水供應工程，減壓閥設置應防止熱水循環的破壞，各分區回水管在匯合點壓力應平衡。
當可調式減壓閥公稱直徑不大于50mm時，應采用直線式減壓閥；當大于50mm小于100mm時，宜采用先導式減壓閥。
對用水量極不均勻的某些高層民用建筑（如旅館、住宅、醫院），在有安靜要求的場合，可調式減壓閥宜異徑并聯設置。異徑并聯設置時應符合下列要求：
采用干管干管循環方式（半循環方式）的熱水供應工程，減壓閥設置要求應與冷水工程相同；采用立管循環方式（全循環方式）的熱水供應工程，減壓閥設置應防止熱水循環的破壞，各分區回水管在匯合點壓力應平衡。

活塞式可調式減壓閥的變化
在主閥不變的情況下，通過針形閥、先導閥及相應控制系統，根據管網中不同的要求，可演變出幾十種功能的閥門，除上述5種給水系統常用的以外尚有電動浮球閥、水力電動控制閥、電磁控制閥、流量控制閥、緊急關閉閥等。均有不同的設計選用要求和安裝要求。
由于水利控制閥在作用方式上利用介質自身壓力及液壓系統操作，并能自動控制，動作準確，性能可靠，故在建筑給水（含消防）系統中廣泛應用。分別介紹了遙控浮球閥、可調式減壓閥、緩閉止回閥、泄壓閥和持壓閥等幾種常用的水力控制閥的設計選用和安裝要點。
可調式減壓閥是一種利用介質自身能量來調節管路的壓力，通過調節減壓導閥，控a制主閥的出口壓力，出口壓力不因進口壓力的變化而改變，亦不受出口用水量的變化而改變出口壓力。密封性能可靠，安裝、維護、調試、檢查方便，使用壽命長。
(1)供水保證率要求高，停水會引起重大經濟損失的給水管道上，宜并聯設置2個給水減壓閥， 1用l備工作，而且不得設置旁通管。
在設計中為保證系統、可靠的工作，宜采用成組并聯的設置，參見圖3。平時l
組工作，另外l組備用。2組分別交替工作，它們同時發生故障的概率很小，可以不予考慮。對于單個給水減壓閥一次減壓不夠時，可以將2個串聯作為1組使用，但必須通過計算。不得設置旁通管，若采用旁通超越，則否定了減壓的意義，造成系統超莊，破壞用水設備。
 給水減壓閥在給水系統中的應用 
(2)在系統設計中，盡量不設置串聯減壓。一方面串聯減壓的供水可靠性差，其中一級發生故障就將影響整個系統；另一方面，在系統的計算中，下一區的起點水壓是由上一區的出水水壓、水頭損失、高差決定的，它們相互影響。在計算中應予以分別對待，以滿足各區的水壓要求。此外，系統中的給水減壓閥是不能無限地串聯的。
若確實無法避免串聯，2個串聯的給水減壓閥之間設置3倍公稱直徑長度的連接短管。若比例式和可調式串聯，則沿水流方向，比例式在前，可調式在后。
(3)比例式宜垂直安裝。可調式宜水平安裝，以盡量減少重力作用對調節精度的影響。
(4)為延長給水減壓閥的使用年限，防止小流量時的水壓波動，其公稱直徑宜比所在管段的管徑小二至三號。這樣，也可以節約投資。
(5)給水減壓閥前、后均設置切斷閥門， 用于并聯交替工作的切換或檢修；需拆卸閥體才可檢修的給水減壓閥，設置管道伸縮器。
(6)給水減壓閥前應設置管道過濾器，濾網采用14 - 18目/cm2的不銹鋼絲網或銅絲網。
(7)給水減壓閥節點處的前、后管段均設置壓力表，用于觀察其工作狀況和濾網的堵塞程度。
5給水減壓閥的安裝及維護
(1)安裝時必須使閥體水流方向與管段水流方向一致，不得反裝。
(2)安裝位置應考慮觀察、調試、維護和檢修的方便。暗裝在閥門井或管道井中，應在其相應位置設置檢修口。
(3)比例式必須使平衡孔暴露在大氣中， 不致堵塞。若暗裝，需為其提供必要的保護條件。
(4)給水減壓閥會因雜質堵塞而導致動作失靈，出現水流不暢、超壓、卡芯現象。因此，在安裝施工時應加強施工質量管理，要求沖洗管段直至滿足清潔標準后方可進行給水
減壓閥和管道過濾器的安裝。
(5)每年宜進行3-4次的檢查及清洗。
通過給水減壓閥節點處的前、后管段的壓力表讀數以了解其工作狀況，分析有無堵塞，及時清洗管道過濾器濾網上的雜質。有些可調式給水減壓閥，其主閥和先導閥自身配置了過濾器，同樣需要定期檢查及清洗。
(6)在使用一定年限后，需及時調整或更換易損件，如比例式的O型密封圈，可調式的彈簧和隔膜。對于比例式，當平衡孔出現漏水時，很可能是O型密封圈磨損。

6結束語
了解給水減壓閥的分類及原理，根據給水系統的要求，結合供水工況，正確地選用給水減壓閥，配管設計合理，并妥善地進行安裝和維護，則不僅能夠保證應用給水減壓閥的給水系統安全可靠地工作，延長給水減壓閥的使用年限，而且節約投資，降低能耗。
1給水減壓閥的分類及原理
按照結構形式分類，給水減壓閥分為比例式、可調式兩類，結構示意參見圖1。
比例式的出口壓力與進口壓力是按照固定比例減壓的。比例式結構簡單，閥體只有一個活動部件活塞，活塞在截留口的前后面積不同。隨著流量的變化，截留口產生的阻力損失隨著進口、出口的壓力差變化，截留口的縫隙也變化，保持進口、出口的壓力按照固定比例。當沒有流量時，閥體的截留口*關閉實現減靜壓。
比例式的減壓效果好，無需人工調節，閥體體積小，便于加工制作，價格低廉，安裝、維護簡便，使用壽命長，但出口壓力不能調節。
可調式的出口壓力可以按照需要進行調節，通過增強局部水頭損失以達到減壓的目的。進水通過截留口，降低的壓力作為反饋信號引到橡膠膜片下面，利用膜片與彈簧的力平衡關系，通過聯動閥芯使閥瓣保持在一定的開啟高度，得到相應的阻力系數，使出水壓力達到設定值。當達到關閉截留口的設定值時，實現減靜壓。調節彈簧的平衡力可以靈活地調節出口壓力。
可調式的出口壓力相對穩定，動作反應靈敏，使用靈活，結構復雜，閥體體積大，價格較高。使用一段時間后，當出口壓力出現偏移時，可以調節后繼續使用。閥體內彈簧和隔膜在使用一定年限后，會出現彈性疲勞和老化現象，需及時調整或更換。
 給水減壓閥在給水系統中的應用 

按照控制方式分類，給水減壓間分為直接作用式、先導式兩類。
直接作用式是利用出口壓力變化直接控制閥瓣運動。
先導式由主閥和先導閥組成，出口壓力的變化通過先導閥控制主閥動作，并可使出口壓力穩定，又稱減壓穩壓閥。
2應用給水減壓閥的優點
(1)簡化系統。
在各類分區給水系統中，尤其是高層建筑的生活及消防給水系統中，由于材料、用水設備對水壓的要求，需進行分區供水。應用給水減壓閥，系統可以節省分區水泵，取消中轉或減壓水箱(池)。
(2)防止系統超壓，避免生活給水的二次污染。
應用給水減壓閥，可以防止系統超壓，避免水擊，保護用水設備，節約用水。在生活給水系統中，給水減壓閥可以避免生活給水的二次污染。
(3)解決供水矛盾。
應用給水減壓閥，可以解決相鄰分區邊界的供水矛盾。在消防給水系統中給水減壓閥可以防止消防用水設備的超壓，保證系統正常工作。
(4)節約投資。
由于節省分區水泵及泵房面積，取消中轉或減壓水箱(池)，從而節約投資。
3給水減壓閥的選用
比例式的出口壓力與進口壓力是按照固定比例減壓的，可調式的出口壓力可以按照需要進行調節，應根據給水系統的要求，并考慮給水減壓閥的正常減壓范圍，正確地選用。
給水減壓閥供水工況參見圖2。

 給水減壓閥在給水系統中的應用 

圖2表示給水減壓閥當進口壓力P1一定時，出口壓力P2隨著流量變化的工況曲線。
對于比例式，其中有一段流量△Q ()，其壓力相對穩定，因此流量在這段△Q內變化，
能滿足出口壓力P2相對固定的要求。比例式結構簡單，閥體體積小，適用于管徑較大的系統。在消防給水系統中，其壓力通常是通過比例設定的，宜選用比例式。
對于可調式，流量Q的變化受到阻力的影響，出口壓力P2隨著流量Q相應變化。隨著公稱直徑的增大，可調式由于其結構的原因造成價格增加很多。可調式適用于流量較小、水壓要求準確的系統。在生活或生產給水系統中，由于流量變化較大，壓力要求也有波動，宜選用可調式，并現場調定減壓值。選用時，應按照產品樣本，查出各種公稱直徑的出口壓力調節范圍，小公稱直徑相對在低壓范圍內調整，大公稱直徑相對在中壓范圍內調整。
3.1比例式給水減壓閥選用原則
(1)閥前壓力與閥后壓力按照固定比例減壓，而且閥后壓力無需調節;
(2)按照設計秒流量選定公稱直徑，而且 設計秒流量應在流量一一壓力特性曲線的有效段內；
(3)給水減壓閥的壓力等級應高于預定的閥前壓力;
(4)相應于設計流量的閥后壓力應滿足不利點用水的水壓要求；
(5)減壓比不宜大于3: 1，并盡量避開氣蝕區。
3.2可調式給水減壓閥選用原則
(1)閥后壓力可調節，或閥后壓力要求相對穩定;
(2)按照流量一一水頭損失曲線選定公稱直徑;
(3)給水減壓閥的壓力等級應高于預定的閥前壓力;
(4)壓力等級1.0MPa的給水減壓閥的閥后壓力不應大于O.8MPa，閥后低壓力不應小于O.05MPa;
(5)閥前低壓力應大于閥后動壓O. 2MPa;
(6)在生活給水系統中，閥前與閥后的大壓差不應大于O.4MPa，要求環境安靜的場所不應大于O.3MPa;
(7)給水減壓閥的公稱直徑小于或等50rnm時，宜選用直接作用式；公稱直徑大于50rnm時，宜選用先導式。
4給水減壓閥的配管設計
(1)供水保證率要求高，停水會引起重大經濟損失的給水管道上，宜并聯設置2個給水減壓閥， 1用l備工作，而且不得設置旁通管。
在設計中為保證系統、可靠的工作，宜采用成組并聯的設置，參見圖3。平時l
組工作，另外l組備用。2組分別交替工作，它們同時發生故障的概率很小，可以不予考慮。對于單個給水減壓閥一次減壓不夠時，可以將2個串聯作為1組使用，但必須通過計算。不得設置旁通管，若采用旁通超越，則否定了減壓的意義，造成系統超莊，破壞用水設備。
 給水減壓閥在給水系統中的應用 
(2)在系統設計中，盡量不設置串聯減壓。一方面串聯減壓的供水可靠性差，其中一級發生故障就將影響整個系統；另一方面，在系統的計算中，下一區的起點水壓是由上一區的出水水壓、水頭損失、高差決定的，它們相互影響。在計算中應予以分別對待，以滿足各區的水壓要求。此外，系統中的給水減壓閥是不能無限地串聯的。
若確實無法避免串聯，2個串聯的給水減壓閥之間設置3倍公稱直徑長度的連接短管。若比例式和可調式串聯，則沿水流方向，比例式在前，可調式在后。
(3)比例式宜垂直安裝。可調式宜水平安裝，以盡量減少重力作用對調節精度的影響。
(4)為延長給水減壓閥的使用年限，防止小流量時的水壓波動，其公稱直徑宜比所在管段的管徑小二至三號。這樣，也可以節約投資。
(5)給水減壓閥前、后均設置切斷閥門， 用于并聯交替工作的切換或檢修；需拆卸閥體才可檢修的給水減壓閥，設置管道伸縮器。
(6)給水減壓閥前應設置管道過濾器，濾網采用14 - 18目/cm2的不銹鋼絲網或銅絲網。
(7)給水減壓閥節點處的前、后管段均設置壓力表，用于觀察其工作狀況和濾網的堵塞程度。
5給水減壓閥的安裝及維護
(1)安裝時必須使閥體水流方向與管段水流方向一致，不得反裝。
(2)安裝位置應考慮觀察、調試、維護和檢修的方便。暗裝在閥門井或管道井中，應在其相應位置設置檢修口。
(3)比例式必須使平衡孔暴露在大氣中， 不致堵塞。若暗裝，需為其提供必要的保護條件。
(4)給水減壓閥會因雜質堵塞而導致動作失靈，出現水流不暢、超壓、卡芯現象。因此，在安裝施工時應加強施工質量管理，要求沖洗管段直至滿足清潔標準后方可進行給水
減壓閥和管道過濾器的安裝。
(5)每年宜進行3-4次的檢查及清洗。
通過給水減壓閥節點處的前、后管段的壓力表讀數以了解其工作狀況，分析有無堵塞，及時清洗管道過濾器濾網上的雜質。有些可調式給水減壓閥，其主閥和先導閥自身配置了過濾器，同樣需要定期檢查及清洗。
(6)在使用一定年限后，需及時調整或更換易損件，如比例式的O型密封圈，可調式的彈簧和隔膜。對于比例式，當平衡孔出現漏水時，很可能是O型密封圈磨損。

6結束語
了解給水減壓閥的分類及原理，根據給水系統的要求，結合供水工況，正確地選用給水減壓閥，配管設計合理，并妥善地進行安裝和維護，則不僅能夠保證應用給水減壓閥的給水系統安全可靠地工作，延長給水減壓閥的使用年限，而且節約投資，降低能耗。與本產品相關論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求