倒流防止器基本概念定义与过流件结构能量损失计算

<一>、倒流防止器基本概念定义
要提高我国生活饮用水水质，使居民能直饮自来水，除了严格治理水环境污染保护好水源，改进净水工艺，提高出厂水水质外；在配水管网的技术改造中，除了优化管材材质外，管网本身的倒流污染，并淘汰重力调节水箱，二次污染源，逐步实现全封闭供水。
倒流防止器(Backflowpreventen)是在发达应用了几十年的一种防止倒流污染的装置。
本文将介绍生活饮用水管网存在倒流污染危险的原因，倒流防止器的功能，它在生活饮用水配水管网上的安装部位，以及安装应用后，管网图式的改变。
要使我国生活饮用水配水管网的技术标准有一个质变，突破一些旧概念，制定新的技术标准。
交叉连接的定义：生活饮用水管道上接出非生活饮用目的的用水管道，这种连接称为交叉连接。
由于城市只有一个管网—市政自来水管网，倒流防止器除了主要供应居民的生活饮用水外，还供应其他用途的用水，因此交叉连接是必然存在的。
非生活饮用目的的用水管网，有的长期不用而使水变质(如消防管网)，有的配水出口极易站污(如游泳池，冷却塔，喷泉的补水管，绿化洒水管及工业用水管)，它们对管网的水质构成严重威胁，一旦产生倒流，生活饮用水管网就会被严重污染。
倒流污染的定义：生活饮用水管道上接出的支管，不论支管中的水是否已被污染，只要倒流入生活饮用水管道，均称为倒流污染。
本定义对倒流污染的概念有一个“质”的突破，过去是对确定已被污染的支管要采取防止倒流污染措施，而对不是显而易见的存在水质污染潜在危险的支管就不采取措施。由于概念的狭隘，使我国现有的生活饮用水管道的水质保护措施是局部的、脆弱的。按照新的倒流污染的概念，生活饮用水管道为保护水质对可能出现的倒流污染处处设防，当支管万一出现倒流时，就将倒流水自动排出管网，支管内的水倒流入干管。
止回阀不是防止倒流污染的装置。本概念是从防止倒流污染的角度来评价止回阀的功能而得出的结论。此结论基于下列理由：
(1)止回阀的产品标准中没有将止回阀达到“滴水不漏”作为评定产品是否合格的规定。依靠重力关闭阀瓣的止回阀，其关闭密封性都不高。一般都渗漏；依靠弹簧力关闭阀瓣的止回阀，密封性能则可达到不渗漏要求。
(2)止回阀在运行过程中产生渗漏，在管道外是不能被察觉的。止回阀也没有将倒流水自动排出管外的功能。
鉴于以上原因，止回阀在管道上安装使用是将其看作引导水流单向动的管件，不能认为它具有防止倒流污染的能力。
<二>、倒流防止器装置过流件结构能量损失计算
DF41-10倒流防止器装置过流件结构由一个止回阀过流件结构、中间泄流阀过流件结构、二个止回阀过流件结构以及相互之间的过流过度联接空间组成。倒流防止器装置过流件结构能量损失可由各组成件能量损失相加而得。
1倒流防止器装置过流件结构流阻系数过流件结构流阻系数是通过实验获得的，很多单位、学者做了很多实验，编写出版了多资料，为方便讨论与计算，根据参考文献，现将目前倒流防止器装置过流件结构有关流阻系数摘录。
闸板式流阻系数较小，直通截止式流阻系数较大，这与前面流体流态分析是一致的。另外，同一种阀不同开度下的流阻系数差别很大，实际上倒流防止器装置在运行中就可能是运行在不同开度下，不可能都是在全开状态下，所以倒流防止器装置在运行中流阻可能很大导致能量损失很大。从以上各表可看出的单蝶板不同开度下的流阻系数除很小开度下较大外，50%以上各开度都不大。可以说，就实际倒流防止器装置运行而言，蝶板型也是较好的一种止回阀过流部件。
2DF41-10倒流防止器装置过流件结构能量损失计算倒流防止器装置能量损失按过流件结构能量损失计算，目前的倒流防止器装置过流件结构设计时，一般是采用相同的两个止回阀和一个泄流阀，泄流阀一般变化很少。在此，为比较倒流防止器装置能量损失，仅对两个止回阀的能量损失进行计算，并按各类止回阀倒流防止器装置全开状态时流体速度2m/s时一年能量损失计。
直径150mm各类止回阀倒流防止器装置全开状态时流体速度2m/s时一年能量损失较大为直通截止式高达8596kW.h，较小的闸阀式仅为120kW.h，二者相差近10倍之多。可见倒流防止器装置设计中节能潜力是很大的，而目前常用的是斜流截止式，斜流截止式直径150mm年能耗也高达3629kW.h。这是目前的情况。据前面分析己知，闸板型虽然能耗较小，但用于止回阀结构密封和传动结构复杂，目前尚不能用，而单蝶板式用于止回阀结构密封和传动结构简单，且能耗与斜流截止式相比也很低，仅为斜流截止式的45.9%，节能率54.1%，节能效果非常显著。可以说单蝶板式止回阀结构的倒流防止器装置是目前的较值得应用的一种节能型倒流防止器装置。
可用于构造倒流防止器装置的止回阀结构有多种型式，其能耗差别很大，应根据能耗大小来止回阀结构，目前应用的多为斜流截止式，从传动、密封及流阻等方面看，单蝶板式是一种好型式。代替斜流截止式节能效果非常显著，在今后设计中值得尝试。