由加州的居民住宅不断地往东部山麓地区发展,几个北加利福尼亚城市共同提出了本地水域的各种供水分配需求。
例如,在Fremont, Avalon居民因为住宅开发区附近的特殊地理地貌情况,就要求一个独特的减压调节和控制安排。原来的市政给水是从一个在海拔177米,容量为3百万个加仑(约11300立方米)的储水池以一条16英寸口径的主管线在250psig 的高压下引水至这些供水区,因此不得不大幅度地把水压降下来,进而在住宅开发区内的两个区域(区域3和4)提供两种不同水压的供水。除此之外,供水系统中的流量变化必须可以从接近零到12立方米/每分钟)。
两个区域需要的不同的水压如下:
- 减压站上游,标高大约24米的4号区域,最终用户要求115到120 psig供水压力。
- 减压站下游,标高大约91米的3号区域,最终用户要求45到50 psig供水压力。
为了满足这一双重水压,而且流量变化范围宽广的供水系统需要,在系统设计上必须具有二套阀门设备。 每套设备各需要二个先导式控制阀门和一个较小的直接作用调节阀门(阀门尺寸分别为: 8 英寸, 6 英寸和2 英寸)。 在中等压力(115到120 psig)区域中之4号压力区的横向支管则是安装在两套阀门设备的阀门之间。
运行中发现的问题
系统起动之后立即发现,以串联方式连接的先导式控制阀门出现无法控制的晃动,以及水压控制不稳定的现象。
这些现象并不是水区管理者事先完全没想到的。经验告诉他们,这是因为在安装的两个串联起来的先导式控制阀门之间存通常容易在交互反应的现象(也就是说,一个阀门会影响另一个阀门的压力调节动作,因而产生不断的来回交互影响。) 然而由于系统已经安装完成,解决这种问题的可行方案是非常有限的。
找到解决办法
在确定同时设置6英寸和8英寸阀门无法达到系统稳定的情况下, 每个主阀门都由单室(一个控制室)阀门更换为双室(两个控制室)阀门。此外,现存的先导式控制环路被一个专门设计的平衡降压控制环路来取代,因而解决了阀门晃动的问题,并且在整个设计的流量范围内,水压都能稳定控制。
幸运的是,最初购买的6英寸和 8英寸阀门包括一个隔离壁。这就使得由单室阀门转为双实阀门的设计变更来得容易些。如果这些阀门是典型的单室控制阀门,则阀门转换的成本会增加,并且需要复杂的修改,而阀门也将必须从阀门窖里移走才能完成重建的工程。
因为原先所使用的Bermad公司阀门是标准化,而且有高度弹性的双室阀门,因此在修改控制方案时,仅需要在阀门内部调换关闭/接通的控制,便可充分利用作为独立单元的上、下室压力来达到所需要的控制。
在每个减压步奏里, 三个并联阀门 (8英寸, 6英寸,及2英寸阀门)可以提供宽广的流量范围需求。为了保证水流量增加或减少时,从一个阀门转到另一个阀门的水流可以保持平稳,每个阀门的激活压力之间保持 5-psig的差别。