自动排水阀(自动截水阀-?缓解煤气管道入水之创新发明)

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自动排水阀
背景
香港中华煤气一直致力为客户提供源源不绝的煤气供应。为了降低煤气管道入水事故导致的供气不稳定,设计了一款自动截水阀“Aquashield”。
香港是一个人烟稠密的城市,地下环境也十分拥挤,地下管网设施如煤气管,水管,电讯管纵横交错,煤气管和水管的距离难免会因空间限制较为相邻。当煤气管道附近有水管爆裂时,较高压的水流连同沙石会产生研磨效应,慢慢侵蚀邻近的煤气管道,最后打穿煤气管道导致入水事故,影响煤气客户的供气稳定。

图一:被水管的高压水打穿的煤气喉管

以往入水事故通常透过煤气客户主动联络煤气公司报告供气不稳定的情况,同事们才会发现煤气管道入水及进行抢修,但往往在争分夺秒之间水流已经迅速扩散至下游管网,大大增加了煤气公司的善后工作,例如会花费大量人力物力确认入水位置及进行抢修,也可能会延长恢复受影响客户的供气的时间。为了减低煤气管道入水事故对客户带来的不便,一套只要有水流经过便会自动关闭闸门的装置——自动截水阀被研发,自动截水阀能作为煤气管道入水的第一防线, 在未有客户通报的情况下便能预先阻止管道的入水扩散至下游范围,大大减少了受影响的煤气客户。
自动截水阀的设计和工作原理

图二:新旧两代自动截水阀

自动截水阀“Aquashield”是一款特别设计的阀门管件,设计操作压力不大于 7.5千帕,可安装在有需要的金属管或聚乙烯管的低压配气管网。在正常没有入水的情况下,自动截水阀会维持开启状态。当煤气管道被破坏导致入水后,水流会流入截水阀的内胆,截水阀内的浮球会因积水上升,同时带动闸门上升至适当位置,闸门因磁铁吸引使截水阀关闭,当中不需要其他能源推动。截水阀的闸门迅速关闭后,截水阀能在第一时间堵截进水扩散至下游管网,从而减少入水影响的范围。自动截水阀分为新旧两代,第一代为金属外壳,透过浮球升降控制闸门开关,但其设计限制了入水方向,由于只有一个闸门,水流必须由指定的一方流入截水阀才能有效使浮球浮起关上闸门。
新一代自动截水阀改为聚乙烯PE材料,最大的改善是内部结构改为对称设计,由浮球上升控制两个闸门同时关上,截水阀任何一边入水都能阻止水流入下游管网。当截水阀因入水关闭时,只需打开截水阀法兰盖,放入吸水管把积水吸走,并把截水阀重置于开启状态,便可重新投入使用。
图三:新代自动截水阀的内部结构
自动截水阀的定期检查
新旧截水阀的顶部均设有试气孔,能使用可带气操作的CCTV镜头,只需放置镜头入截水阀内观察它的内部结构,判断其开关状态。如发现关上便要立即告知相关工程师查看原因及重置截水阀。自动截水阀的安装现时,自动截水阀已陆续安装在全香港各个地区,在考虑安装截水阀的地点时,地点应尽量选择当配气管道入水时,自动截水阀的关闭可有效地减低进水在配气管网广泛扩散之影响。例如可考虑安装在区域调压器出口,连接两个住宅区或屋苑的低压管网,后巷入口,横过繁忙道路的过路管其中一端,过往有入水记录的位置等。 
总结
抱着为客户提供稳定供气服务的宗旨,自动截水阀的研发大大改善了煤气管道入水时为客户带来的不便,由于入水范围大大减低,管道的抢修及恢复时间也可大大缩短。至今自动截水阀已陆续安装在香港各区的煤气地下管网,并会持续优化改良。例如未来将会为自动截水阀加上感应装置,当阀门关上时发放讯号通知控制室,同时能更准确迅速地掌握入水位置及范围,提升入水事故的应变效率。自动截水阀的成功有赖煤气公司一直不断创新和推广实行的理念,设计出一个个如截水阀等为公司提升服务素质的创新发明。

作者简介: 赵蔚婷
职位:工程师
部门:配气操作部 – 科技发展组
作者介绍:
赵蔚婷,2014年加入煤气公司,现职为配气操作部科技发展小组的工程师。主要职责为改善和优化部门的工作流程,以G=IxI为宗旨,不断尝试引入新技术和改良现有工具,以提升地下管道工程的安全和效率。

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