水厂压缩空气供气系统的管路设计及设备选型游定鹏提要探讨了有关水厂压缩空气供气系统的管路系统流程设计及有关的空气洁净、管道设备选型工作中应注意的问题，并提供了一些实例来阐述有关的原则及观点。
0前言目前，随着人民生活及工业发展水平的提高，城镇供水标准也日渐严格。而城镇中原有的一些设备陈旧及工艺落后的水厂已不能适应新的生产需要。
因此，许多工艺先进、生产过程自动化程度高的新型水厂崛地而起。同时，也有相当数量的自来水公司通过对其旧有的水厂进行各种工艺或是控制方面的技术改造来改善其供水能力或供水质量。
在新的发展形势下，先进的气水反冲洗均质滤料滤池滤水工艺被广泛应用于各大新型水厂。而部分旧有的水厂经过滤池工艺技术改造也采用了这一滤水工艺。
气水反冲洗均质滤料滤池滤水工艺需要配备如下工艺阀门：①滤池来水阀②滤池排水阀③滤池滤水阀④滤池反冲水阀⑤滤池反冲气阀⑥滤池气、水分配渠放空阀⑦反冲鼓风机出口阀⑧反冲水泵出口阀。
对此工艺所应配备的以上阀门，很多技术人员都考虑使用气动阀门，因为对比电动阀门，气动阀门具有以下优点：（1）开、关动作迅速可靠（2）对于配合使用电气位置控制器进行位置控制的气动阀门（如滤水阀），其位置控制精度高、控制线性度好，开度振变阻尼大（3）结构简单，不存在电动阀门的超力矩、启动大电流等疲损，并对使用环境要求相对较低，便于维护。
因为以上优点，所以气动阀门在具有新的滤水工艺的水厂中得到了广泛的应用。
但是，气动阀门工况的好坏，主要决定因素包括两个方面。一是阀门本身的工艺质量，另一方面则是其使用环境及供气气源的质量水平。对于前一个方面，很多自来水公司或水厂在设备选型及安装期都比较重视。但对于后一个应考虑的因素，特别是气源质量水平方面则较易忽视。现结合本人近几年所从事的水厂压缩空气供气系统的设计及设备选型的实践工作，探讨有关压缩空气供气系统的管路系统流程设计及空气洁净、管道设备选型的工作中应该注意的几个问题。本文只探究压缩空气供气系统中的管路部分，涉及到压缩机的有关问题，已有不少专述，将不予讨论。
1管路系统流程设计中应注意的问题气动系统工作时，压缩空气中的水分、固体杂质、由压缩机润滑系统或是专设的气源油雾发生系统所附带的油雾等的含量是决定系统能否正常工作的重要因素。所以，对用于水厂的专用气动设备（如气动阀门、电气位置控制器等）的压缩空气，必须配备干燥、净化及减压系统对之进行质量优化处理而同时也应注意供气管道的流程是否合理及高效。
对大部分水厂而言，压缩空气的干燥、净化及减压系统应包括以下基本环节：①储气罐②干燥节③减压节④过滤节⑤油雾分离节。
在工程设计阶段，以上几种基本环节一般可以采取如下布设顺序：压缩机储气罐干燥节减压节过滤节后续管道油雾分离节为了方便下文阐述，命名这种布设顺序为方式A.佛山市石湾水厂二车间及三车间两套各自独立的压缩空气供气系统的工程设计中，都采用了这种布设顺序。
另外一种流程布设顺序，就是把干燥节与储气罐的位置互换，压缩空气先经干燥再进入储气罐。
把这种布设顺序命名为方式B.
现今有些水厂（如惠州市江北水厂）选用了带有干燥器的压缩机，如果确证其出口压缩空气相对湿度值达至系统要求的话，以上布设顺序也可将专设的干燥节减免。这样的话，它也成为了方式B.
在生产实践中，这两种布设顺序各有优缺点，比较结果。
方式内容方式方式干燥效果与方式B相比，较优与方式A相比，较差除油效果与方式B相比，较优与方式A相比，较差干燥节能耗（以冷却干燥器为例）小大储气罐维护工作量大小干燥节维护工作量小大压缩空气供气系统干燥设备的干燥能力指的就是其降低压缩空气相对湿度的能力，在相同的压力和温度下，经干燥处理后的压缩空气的相对湿度值越小，则表明该系统的干燥能力越好。
为水厂压缩空气供气系统所配置的干燥器，比较多用的是冷却干燥器，其使用效果也较好。
在一定的供气压力及相关工作条件下，冷却干燥器的干燥效果及能耗与其进、排气的温差有直接的关系（冷却干燥器进气的温度与排气的露点温度之差越大，干燥成本就越高）。在方式A中，储气罐可以将压缩机排出的高温压缩空气进行降温及分离出部分冷凝水、冷凝油，减轻了干燥器的负荷，优化了干燥器的工作条件，节约能耗。所以，在工程设计工作中，一般考虑选用方式A.
为了减少储气罐的排水排油维护量，可为储气罐加设底部自动/手动双作用排液装置。
减压节是压缩空气供气系统中必不可少的环节，其主要功能如下：（1）对经冷却处理的压缩空气进行压力调节，使其压力稳定在一定幅度并达到气动设备的供气压力要求。
（2）在符合水厂各气动设备的供气压力要求的前提下，降低压缩空气的输送压力，减轻后续管道的负担，减少由管道微孔或连接密封所带来的漏耗。
压缩空气供气系统中专设的过滤节及油雾分离节是把经冷却干燥处理过的压缩空气作进一步去尘除油处理的必要环节。在流程布设顺序中，这两个环节必须设置于储气罐及干燥节之后，否则，刚从压缩机排出的未经冷却干燥处理的高温压缩空气会给这两个环节带来超额负荷，及加速其工作疲损。
对于控制精度高的气动设备（如电气位置控制器），我们在经济许可的情况下，*好在靠近该设备的供气入口端多增设一级过滤器（该过滤器的过滤孔径必须符合受保护设备的要求），进一步优化其供气质量，以减少由供气管道带来的金属、塑料或密封件碎屑堵塞毛细控制气管的故障几率。
有些气动设备要求其压缩空气供气中含有一定量的润滑油雾，我们就得为它们另设供气支管，并装设油雾器。水厂的气动设备选型一般都倾向于选用便于维护的免润滑的气动阀门及其它气动部件。
在水厂的压缩空气供气系统工程设计中，还须注意各空气处理设备的并联互备问题。对于维护周期短，维修率大的设备，必须设置在线备用设备或跨接管道。以有效地减少因设备故障或设备维护所带来的对水厂生产的影响。
综上所述，以图1石湾水厂二车间压缩空气管路系统流程（主管路部分）为具体实例，以供参考。
2在设备选型中应注意的问题要使水厂气动系统工作条件合乎要求和进一步优化，就必须提高供气气源的质量水平。要做到这一点，除了在工程设计中充分考虑其流程及工艺合理性之外，还需在设备选型工作中把好技术关。设备选型的好坏，直接影响到水厂气动设备工况的好坏。
2.1储气罐选型中应注意的问题储气罐在压缩空气供气管道流程中的作用是对压缩机组加载卸荷的有效缓冲，减少压缩机压力控制机电元件的动作次数及疲损将压缩机排出的压缩空气进行降温并分离出大部分的冷凝水及油分，减轻后续冷却干燥器的负荷，节约能耗。
在储气罐选型时，我们应特别注意两个方面：2.1.1规格参数（1）储气罐的*高使用压力宜大于正常使用压力范围上限的25 以上。
石湾水厂二车间压缩空气供气系统储气罐设计使用压力范围为0.55～0.70 M Pa，则*后选用了*高使用压力为1.00 M Pa的储气罐。
（2）储气罐的保证耐压力宜大于其*高使用压力的30 以上，这是出于使用安全上的考虑。
石湾水厂二车间压缩空气供气系统储气罐的保证耐压力为1.50 MPa.
（3）储气罐的容量不宜太小，如配备两个并联互备的储气罐时，储气罐的容量可以相对小一些。
石湾水厂二车间压缩空气供气系统两个并联互备的储气罐的容量各为1.0 m 2.1.2附件/标准装备（1）必须选用配备有安全阀、手动或手动/自动排液装置、压力表连接口的储气罐，以便于储气罐的安全运作及日常维护。
（2）安全阀设定压力不宜高于储气罐的*高使用压力压力表量程宜采用使用压力范围上限的1.5～2.0倍，并应大于储气罐的*高使用压力。之所以这样选择是出于使用安全性及测量精度等方面的考虑。
2.2冷却干燥器选型中应注意的问题（1）对于冷却干燥器选型时（在这里只考虑方式A），其额定流量的选择必须结合水厂气动系统的可能瞬时*大耗气量来考虑，一般可采取以下公式：冷却干燥器的额定流量=气动系统的可能瞬时石湾水厂二车间净水系统其气动系统的可能瞬时*大耗气量为350 L/min ，我们选用了额定流量为660 L/min的冷却干燥器。
（2）冷却干燥器的*高使用压力宜大于正常使用压力范围上限的25 .石湾水厂二车间压缩空气供气系统冷却干燥器的*高使用压力为1.00 MPa.
2.3减压节选型中应注意的问题对水厂的压缩空气供气系统来说，减压节一般以采用减压阀为宜。
（1）减压阀的*高使用压力宜大于正常使用压力范围上限的25 以上。
（2）减压阀的保证耐压力宜大于其*高使用压力的30 以上，这是出于使用安全上的考虑。
（3）减压阀的额定流量必须大于气动系统的可能瞬时*大耗气量的2倍，并且越大越好。这有利于供气压力的稳定。
（4）减压阀的调压范围必须根据供气压力的要求来选择，在供气压力稳定点附近必须具有较好的稳定精度。
（5）减压阀必须配有压力表，压力表量程宜采用使用压力范围上限的1.5～2.0倍，并应大于减压阀的*高使用压力。之所以这样选择是出于使用安全性及测量精度等方面的考虑。
石湾水厂二车间压缩空气供气系统减压阀的参数，。
规格参数值*高使用压力/ MPa保证耐压力/ MPa额定流量/ L/ min调压范围/ MPa压力表量程/ MPa 2.4过滤节及油雾分离节选型中应注意的问题由于压缩空气在该两个净化环节前已流经储气罐、冷却干燥器等压缩空气储存及干燥设备，其大部分的冷凝水、冷凝油及固体尘粒已得到有效去除，但是其悬浮固体尘粒及油雾还不能达到水厂各气动设备，特别是控制精度高的气动设备（如电气位置控制器等）的供气净化质量要求。有必要专设该两个净化环节以对压缩空气作进一步的去尘除油处理。
在设备选型中，应注意以下问题：（1）注意过滤孔径的大小选择，禁止过滤孔径大于水厂各气动设备的*小悬浮固体尘粒粒径及悬浮油滴粒径要求的1/3以上。
（2）至于保证耐压力、*高使用压力及额定流量等参数选择也类同于减压阀的选型条款。
石湾水厂二车间压缩空气供气系统过滤器的参数见表3.
石湾水厂二车间压缩空气供气系统油雾分离器的参数见表4.
规格参数值*高使用压力/ MPa保证耐压力/ MPa额定流量/ L/ min过滤孔径/μm规格参数值*高使用压力/ MPa保证耐压力/ MPa*低使用压力/ MPa额定流量/ L/ min过滤孔径/μm排水方式自动排水（失压常开）石湾水厂二车间各滤水阀门的电气位置控制器要求压缩空气中的悬浮固体尘粒粒径不大于25μm ，悬浮油滴粒径不大于2μm.
所以对过滤器及油雾分离器作以上选型是符合要求的。对于后续管道的各级过滤器及油雾分离器的选型也与上述类同。
2.5压缩空气供气管道管材及管路附件选型中应注意的问题水厂的压缩空气供气管道一般由金属管材、塑料软管及相应的管件所组成。
对于管材及管件的选择，应注意以下几点：（1）对于管材及管件的口径大小、耐压等级选择，必须结合压缩空气供气管道的有关供气压力、供气流量、安全裕度等具体设计数据来综合考虑。
（2）对于管材及管件的材质，必须结合压缩空气供气管道的预计使用年限、许可形变量、及其他因素考虑（如工程开支、安装的难易等）来选择。
（3）对于压缩空气供气管道中所用的管路阀门，因为要求其具有耐用性较好，易于维护，开关迅速的特点，所以建议采用铜合金球阀或不锈钢球阀。
石湾水厂三车间压缩空气供气系统供气管道采用如下管材及管件：普通镀锌焊接钢管镀锌可锻铸铁管件铜合金球阀PU（聚氨酯）塑料软管铜内构自密封塑料软管快速连接件。
该种压缩空气供气管道管材及管件的选型方式，其优点是比较节省工程开支及安装工作量。而缺点是因为管道的主体管材为普通镀锌焊接钢管及采用镀锌可锻铸铁管路连接件，在使用过程中，会产生一定量的铁锈尘埃，加重了管路中各过滤器的工作负荷，并且也较易给那些控制精度高的气动设备（如电气位置控制器等）带来控制气路堵塞故障。
石湾水厂三车间压缩空气供气系统自1998年4月投入使用以来，至今已因该种原因而导致2个电气位置控制器发生控制气路堵塞故障。
石湾水厂二车间压缩空气供气系统供气管道采用如下管材及管件：焊接不锈钢钢管不锈钢管路连接件不锈钢球阀PU（聚氨酯）塑料软管不锈钢内构自密封塑料软管快速连接件。
该种压缩空气供气管道管材及管件的选型方式，其优点是管道比较耐用，并且可以有效地解决三车间压缩空气供气系统所带来的那样的额外的设备维护、维修量。缺点是增加了工程开支及安装工作量。
在设备选型的工作中，出于节约工程开支及日后维护、维修费用方面的考虑，在满足系统设计的选用条件的前提下，对上述各种设备的参数，不宜采用过大的裕度。
3结论随着越来越多的水厂（包括新建的或者经过对旧有的进行技术改造的）采用气水反冲洗均质滤料滤池滤水工艺，气动阀门供气气源质量水平的高低、压缩空气供气系统工况的好坏将逐渐受到各水厂工程及维护技术人员的重视。我们除了要严把压缩空气供气系统的系统流程设计关之外，还得注意洁净空气制备、管道设备的选型。只有这样，才能保证及优化水厂气动阀门的供气气源质量条件，有效减少对气动设备的维护、维修工作量及维修费用。
1 Deppert W Stoll K .气动技术低成本综合自动化。李宝仁译。北京：机械工业出版社， 1999 2孙自强。生产过程自动化及仪表。上海：华东理工大学出版社，3上海五金机械公司。实用五金手册（第四版）。上海：上海科学技术出版社， 1991 4严煦世，范瑾初。给水工程（第三版）。北京：中国建筑工业出版社，作者通讯处：528000佛山市同济西路16号佛山市供水总公司自动化工作小组中德两国排水管道严密性检查的讨论唐建国林洁梅提要主要就我国现行规范规定的管道严密性试验要求和德国相应的标准进行了对比，介绍了德国新的检查方法，阐述了对管道严密性检查中一些问题的看法。
1排水管道严密性检查的必要性排水管道在施工、检修、整治完成后，交付使用前应进行严密性检查或者试验，这是竣工验收的主要内容。排水管道不严密会产生下列不良影响：①污水会通过管道、井的不严密处渗出，污染土壤和地下水②雨水、污水通过管道、井的不严密处渗出，对土壤产生侵蚀，造成地面塌陷③在高地下水位地区地下水会通过管道、井的不严密处渗入管道内，增加排水量④植物根系会在管道、井的不严密处甚至在管道内生长，对管道的输水能力产生阻碍。
正是由于排水管道的不严密而存在上述危害，所以除了在竣工验收前进行严密性检查外，在运行期间定期进行严密性检查，及早发现和消除不严密的缺陷是保证排水系统安全运行和避免造成对环境危害的前提条件。
2严密性检查的方法排水管道（污水、雨水、雨污水合流管道）大多采用无压重力流输送方式，按照我国《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB5026897）（简称规范）的规定，其应采用闭水法进行严密性试验。在该规范中对闭水试验的方法和要求进行了详细的规定。
德国无压重力流排水管道严密性检查方法有：水压法检查、气压法检查、灌水法检查、光学检查（当管道处于地下水水位以下时）、渗漏量检查等。
德国水压法检查实际上与我国闭水试验方法是相类似的，由于检查时试验水头至检查井井顶，实际上有一定的水压，为区别于灌水法检查（水位至管顶）而称之为水压法检查。德国在1997年颁布的德国工业标准DIN EN1610（简称标准，该标准已替代旧的标准DIN4033）对水压法和气压法检查作了详细的规定，该标准适用于新敷设管道的严密性检查。
要要求的比较。
按照德国标准DIN EN1610的规定，管道严密性检查可以采用水压法也可采用气压法。气压法检查的主要优点是：检查所需的时间短，一般整个检查过程只需30 min 成本低不需试验水源和泄水地点。气压法检查的要求详。这种气压法检查也适合于运行中管道的严密性检查。气压法检查的另外一种形式是真空法，德国实际运用证明对于大口径的管道采用真空法更合适。
德国对于已建管道允许采用灌水法检查其严密性，即从检查井灌水至管顶，若15 min后，被检查段的起始检查井内水位无明显（可视）的下降，则认为管道是严密的。这种检查的优点是：无需预注水时间可使用管道运行中的水进行严密性检查。德国有关标准规定，该方法适用于管径在500 mm以下管道在运行中的严密性检查。
