燃气登起管双路阻水器的研制

燃气登起管双路阻水器的研制

徐政

绍兴市燃气产业有限公司，浙江省 绍兴市 312000

摘要：介绍了一种燃气登起管双路阻水器的研制过程及管路设计，展示了实地安装效果，估算了推广后的经济效益。

关键词：燃气登起管；燃气热水器错接；燃气管水堵；阻水器

引言

燃气热水器错接，埋地燃气管会大量进水，从而造成大面积的停气。为恢复供气需要开挖路面，截断总管进行排水作业。此类事故需耗费大量抢修资源和时间，而且因抢修停气时间长，地埋管进水不能彻底排除，造成后续用气压力偏小，经常引起用户的不满与投诉。

现阶段燃气热水器的安装随意，用户购买燃气热水器后，一般由水电工安装或用户自行安装，燃气公司对用户燃气热水器的错接难以控制也无法预测。

经调查在2020年1月至2020年12月期间，绍兴市燃气产业有限公司供气区域内因用户燃气热水器错接造成的停气事故共有10起，期间新增居民用户及改造用户1万余户，安装燃气热水器比例按70%计算，燃气热水器错接的几率在千分之一左右。

可以发现热水器错接其实是个小概率事件，但一旦水进入埋地管线则会成为大的停气事故。为适用绍兴燃气的供气压力，阻水器要求不引起大的压降，并且在正常状态下，阻水器能通过燃气；在发生燃气热水器错接进水时，能阻止水进入埋地管。故需要两路，一路走气，一路走水。

一、设定目标及目标可行性分析

1.1目标值设定

目标一：正常供气时燃气登起管双路阻水器引起的压降小于20Pa。

目标二：发生因燃气热水器错接进水时，进入埋地管的水量为0ml。

1.2可行性分析

根据气往高处走，水往低处流的规律，上路走气，下路走水。通过管路设计，可以实现压降目标。

在开始进水到实现堵水存在响应时间，在响应时间内通过的水量恒定。通过管路设计，可以确保通过的水存蓄在装置中，不进入埋地管。

二、提出方案并确定最佳方案

2.1总体方案

从设定目标出发，根据燃气登起管双路阻水器的实际需求，提出了两个方案。方案一采用无缝钢管焊接连接，发生因燃气热水器错接进水时，浮球能上浮至堵球口，实现堵水。特点是无缝钢管焊接有较好的强度，气密性，但成本较高，需要专业焊工制作，与现状镀锌燃气管连接需要法兰过渡。方案二采用镀锌管丝扣连接，发生因燃气热水器错接进水时，浮球能上浮至堵球口，实现堵水。特点是镀锌管丝扣连接有较多接口，但因是室外安装，影响不大。在与现状镀锌燃气管连接方便，一般管工即可实施安装。对比两种方案，确定选择方案二。

2.2确定最佳方案

经过多次的调整和再验证，确定了最佳方案。

1、通气管径及管路布置，材质：镀锌管。通径：DN25。连接方式：丝扣连接。长度：纵向20cm，横向25cm。

2、通水管径及管路布置，材质：镀锌管。通径：DN25 、DN40。连接方式：丝扣连接。长度：纵向30cm，横向25cm。

3、浮球体积和密度，材质： 直:33mm，体积：150cm3重量：120g密度0.8g/ cm3，小于水的密度。

4、堵球口位置：距离通气通水交汇三通7cm，距离进气弯管3cm。

三、制定制定和实施

实施一：绘制图纸

1、明确各个零部件的规格和尺寸

根据最佳方案阻水器零部件均采用镀锌配件。

（1）通水管路：DN25内接-1只、DN25X25三通-1只、DN25丝堵-1只、DN25短管-10cm、DN40X25 90°弯头-1只、DN40内接-1只。

（2）通气管路：DN25X25三通-1只、DN25内接-2只、DN25活接-1只、DN40X25三通-1只、DN40内接-1只。

（3）堵水台：DN40X25大小头-1只。

2、按照各个零部件细化安装绘制总图。

1：DN40X25大小头；2：DN40内接：3：DN40X25三通；4：DN40X25 90°弯头；5：浮球；6：DN25短管；7：DN25X25三通；8：单向阀；9：DN25内接；10：DN25活接。

检查：已按照最佳方案绘制阻水器的总图

实施二：制作堵水球

1. 确定堵水球的直径：堵水球直径33mm。

2.选用丁晴橡胶材质制作堵水球，体积150cm3，重量：120g，密度0.8g/ cm3，小于水的密度。

3、目标检查：堵水球的规格已符合最佳方案。

实施三：阻水器的组装

1.组装通水管路、通气管路、堵水台、堵水球等零部件。

2.效果检查：与总图进行对比，达到要求。

3.目标检查：各个零部件能够有效连接，符合功能需求。

实施四：模拟实验

1、将阻水器安装在登起管上，出气口连接点火器，供气压力设定为2000Pa。在阻水器进气口和出气口处安装压力表，打开供气阀门，点燃点火器。连续测试一个小时，每隔十分钟读取进气口压力读数和出气口的压力读数。分别读取6组，压降最大12Pa，最小5Pa，平均9.2Pa，均达到要求。

2、进水量验证，将阻水器出气口与水管相连。供水压力选用居民用水压力30000Pa，打开水阀模拟燃气热水器错接情景，观察到没有水从水平进气口涌出。打开走水管上的单向阀，进水能排净，堵水球能复位。在进行了5组模拟进水试验，均达到效果。

3、目标检查：正常供气时压降小于20pa，管道进水时没有水进入埋地管，能方便有效的排水和复位。

四、效果检查

在2021年1月至3月共加工10组燃气登起管双路阻水器，安装在城西公司西湖新村十个登起管，进行现场扩大模拟实验。每个装置都进行了1小时的压降测试和2次模拟进水测试，测试结果均满足正常供气时压降小于20pa，管道进水时没有水进入埋地管。

根据测试结果，对安装燃气登起管双路阻水器前后的压降和埋地管进水量数据进行了对比分析，每次模拟管道进水量为10L。

通过分析结构可以发现安装燃气登起管双路阻水器前后的压降平均相差1.5Pa，进水量相差10L。可见燃气登起管双路阻水器能在确保正常供气的前提下完全阻断因燃气热水器错接进水到埋地管。

燃气登起管双路阻水器材料和安装以80元/只计，一个中型规模的小区40个登起管，安装成本在3200元。参照2020年11月5日府山西路进水事故抢修费合计8631元，可见在安装燃气登起管双路阻水器后发生一次燃气热水器错接就能节约抢修费用5431元。

五、总结

燃气登起管双路阻水器的安装能有效阻止因燃气热水器错接导致的埋地管大量进水，从而杜绝了大面积的停气事故的发生，降低了恢复供气抢修的难度，大大缩短了抢修停气的时间，保障了广大用户安全用气，提高了用户的满意度和企业的美誉度。

参考文献

[1] 田彬, 徐政. 天然气替代热电厂供热的分析. 城市燃气. 2016（5）：24~27

[2] 绍兴市第一次地理国情普查公报  ．绍兴市规划局．2018-02-28