[发明专利]深层水库扬水曝气输气管路稳压系统及稳压方法

说明书

技术领域

本发明属于扬水曝气水质改善系统技术，涉及一种用于深层水库扬水曝气输气管路稳压系统。

背景技术

大水深湖泊、水库水体分层导致沉积物中氮、磷、铁、锰等物质厌氧释放，使水生生态环境恶化，严重影响供水安全。申请人已授权的中国专利“多功能扬水曝气器（CN1323040C）”和“深水型水源水库扬水曝气水质改善装置（CN102603087B）”，已成功用于深水型水库的水质改善，其功能主要是利用混合作用使上下水层交换，抑制藻类繁殖，同时，利用向底部水体的曝气充氧作用，抑制沉积物中污染物的释放，在有效抑制藻类繁殖和内源污染的同时，也进一步改善了底部水体的水生生态环境。

深层水库通常是指水深大于20m的水库，深层水库水深大、容量大、流动性小，造成水体分层稳定、营养物质沉积聚集，引起季节性底部缺氧及藻类暴发等问题。采用扬水曝气技术可以有效改善上述水体水质问题，在实际运行过程中，随着扬水曝气系统频繁切换和运行时间的延长，陆续出现了输气管路（PE材质）的损坏现象，已影响到扬水曝气系统运行的稳定性。

扬水曝气系统的输气管路敷设在水库底部，与扬水曝气器相连。在大水深状态下运行时，输气管路的供气压力可以达到1.0～1.2MPa，对应的水库静水压强一般在0.9～1.1MPa，输气管路的内外压差为0.1MPa左右，输气管路基本能保持内外压的平衡，因而在扬水曝气器的稳定运行过程中不会对曝气器的输气管路产生不利的影响。

但是当水库底部地形有起伏，或者输气管上绑缚的坠块不均匀，使得输气管有起伏时，会在下凹管道中积水，上凸管道处集气，形成一个个U形管。这将产生两个问题，一是提高了扬水曝气器启动压力，二是阻碍了扬水曝气器停止运行时输气管内的注水。扬水曝气器启动时，输气管起端所需的压力等于输气管末端水压累加所有U形管高度的水柱高度对应的水压。当扬水曝气器停止运行时，输气管起端气压消失，输气管路内部压力迅速降低，水从输气管末端空气释放器孔眼注入输气管，保持内外水压平衡，当存在U形管阻力时，管道分段呈现负压状态，水难以进入到输气管的起端，加之管道外部的高静水压作用，导致管道内外压差增大，使输气管路压扁，管道两侧产生纵向裂缝，使扬水曝气系统无法正常运行，严重影响扬水曝气水质改善系统运行的稳定性和安全性。由此造成的后果是：不但扬水曝气水质改善系统不能发挥其功效，而且输气管路的更新改造费用巨大，经济损失严重。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于深层水库扬水曝气输气管路稳压系统及稳压方法，在原有的扬水曝气水质改善系统中引入输气管路稳压系统，在扬水曝气系统停止运行时，能够让稳压系统经过排气、进水、进气、出水四个阶段，将经过加压的高压水输送至输气管路中，消除气塞，让输气管路中充满水，使输气管路的内外压保持平衡，从而使扬水曝气系统启动时输气管路无U形水堵，消除气塞，利于扬水曝气系统的启动。

为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种深层水库扬水曝输气管路稳压系统，包括设置在扬水曝气系统供气干管与连接曝气器的输气管路之间的压力水罐，和连接在压力水罐上的排气系统、进水系统、进气系统、出水系统与控制系统：

压力水罐为耐高压的密闭水罐，压力水罐的容积不小于扬水曝气系统储气罐的容积，压力水罐中安装有压力传感器和液位传感器；

排气系统包括竖直安装在压力水罐顶部的排气干管，在排气干管上安装有排气电动球阀、消音器和安全阀；

进水系统包括连接在压力水罐中下部位置的进水管，进水管与扬水曝气系统空气压缩机的冷却水出水管路连接；进水管上安装有进水闸阀和进水电动蝶阀；

进气系统包括连接在压力水罐上部位置的进气支管，进气支管与扬水曝气系统供气干管连接；在进气支管上安装有进气闸阀和进气电动蝶阀，供气干管分别通过供气支管与各个连接曝气器的输气管路连接，在每条供气支管上均安装有供气支管压力表、控制闸阀、涡街流量计和检修闸阀；

出水系统包括连接在压力水罐底部的出水干管，出水干管上安装有出水电动蝶阀、出水闸阀和放空闸阀，出水干管分别通过出水支管与各个连接曝气器的输气管路连接，在每条出水支管上均安装有水表、截止阀和出水支管闸阀；

控制系统包括PLC控制器，PLC控制器与压力传感器、液位传感器、排气球电动阀、进水电动蝶阀、进气电动蝶阀、出水电动蝶阀和供气支管压力表连接。