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基于长隔断输水管道几个打算重心剖析

输水工程

  【摘要】本文首先对各种管材特点、价格进行分析,然后详细的论述了管材选择方法及建议;管径选择的具体方法;长距离输水管道工作压力分段选择的经济合理性;防护技术与安全措施,本文提出了自己的一些观点和见解,望能为长距离输水管道的设计提供借鉴和参考。1、钢管。钢管应用历史较长, 范围广, 是一种传统的输水管材。钢管一般选用螺旋焊接与直缝焊接管, 具有强度高、可靠性高、适应性强等优点, 但耐腐蚀性差, 使用寿命一般不超过25 a。为延长钢管寿命, 需对其进行防腐处理和保护, 其方法可采用涂料加牺牲阳极的复合防腐措施。钢管内、外防腐采用国家卫生部许可的 GZ- 2新型高分子防腐涂料, 内壁防腐级别为普通级, 采用二底二面, 漆膜干膜厚 80~ 100 m; 外壁防腐级别为重加强级, 采用二布四 油, 漆膜干 膜厚 280~300 m; 牺牲阳极保护块间隔一定距离通过电缆与钢管连接, 加强钢管的抗腐蚀能力。通过涂料加牺牲阳极的复合防腐措施, 可使钢管寿命达 50 a, 但施工复杂, 工期长, 造价较高。2、球墨铸铁管。具有强度高、韧性好、延伸率大、耐腐蚀等特点, 内壁衬水泥磨光防腐, 外壁采用喷锌后涂沥青防腐, 采用柔性 T型接口, 适应变形能力强, 止水效果好, 是一种较理想的输水管材。3、预应力混凝土管。预应力混凝土管因加工工艺简单, 造价最低, 但管材生产过程中存在弊病, 如三阶段喷浆质量不稳定, 易脱落和起鼓; 一阶段管在施加予应力时不易控制, 造成质量不稳定、不均一, 且因重量大造成运输安装不方便, 使其应用受到了限制, 该管道为最经济的管材, 可根据供水重要性适当选用。4、预应力钢筒混凝土管 ( PCCP )。预应力钢筒混凝土管是一种钢筒与混凝土制作的复合管。管芯为混凝土, 在其外壁或中部埋入厚 1.5mm 钢筒, 在管芯上缠绕预应力高强钢丝, 并在其外部喷水泥浆保护层。该管抗渗性能较好, 接口采用钢制承插口, 尺寸较准确, 设橡胶止水圈, 止水效果较好。5、玻璃钢管。玻璃钢管全称缠绕玻璃纤维增强热固树脂加砂管, 该工艺是以树脂为基本材料, 玻璃纤维及其制品为增强材料, 以石英砂为填充材料而制成的新型复合管材。玻璃钢管采用承插式连接, 橡胶圈止水, 具有耐腐蚀、重量轻、强度高、不结垢, 尤其内壁光滑, 水力学性能好, 造率系数仅为 0.009, 是钢管的 70% , 被称为“水力学光滑管”, 在长距离输水管道中具有广阔发展前景。6、硬聚氯乙烯塑料管 ( PVC - U )。硬聚氯乙烯塑料管是一种传统输水管材, 具有耐腐蚀、重量轻、运输安装方便等优点, 管径一般小于等于 800 mm。400mm 以下管径较为经济。7、超高分子量聚乙烯管。超高分子量聚乙烯管是一种新型工程塑料管道, 具备了PV C- U 管优点外, 还具有高抗冲击性, 其冲击强度是聚乙烯管的 4倍, 高耐磨性, 可达 PVC- U管的 10倍, 提高了使用寿命, 管道连接采用电热融焊接工艺, 有效防止结点渗漏和开裂。长距离输水管道投资占输水工程的绝大比重, 管径增大, 管道一次性投资增大, 管路阻力减小, 可降低电耗量与年运行费用, 相反管径减小, 可降低管道一次性投资, 但管路阻力增大, 年耗电量及年运行费增加。因此如何确定一个合理的管径, 是长距离输水管道设计中的一项十分重要的工作。确定经济管径的方法可采用费用现值最小法。假设不同的管径, 计算出管道的一次性投资, 然后根据供水流量、管长、管径、管材计算净扬程, 再由净扬程、流量等计算装机容量, 从而计算年运行费, 按费率和年限折现, 求出费用现值,其中最小费用现值对应的管径即为经济管径。长距离输水管道各段工作压力不同, 管道进口 (泵站出口 )压力最大, 管道出口压力最小, 并受地形起伏的影响。设计过程中应根据工程具体情况计算出管道沿线的工作压力,包括水锤压力和检修情况, 以选择管材压力值。钢管和球墨铸铁管强度高, 管材工作压力一般为 1.6M P a, 对价格影响较小, 其它材料管道工作压力不同对价格影响较大。预应力混凝土管工作压力为 0.4 ~ 1.2 M Pa, 分 5级; 预应力钢筒混凝土管工作压力为 0.4~ 2.0 M P a, 分 9 级;玻璃钢管工作压力为 0.6 ~ 2.0 M Pa; 聚乙烯管为 0.6~ 1.0M P a; 高级聚乙烯管为 0.4~ 2.0 M Pa。上述管材工作压力每提高一级, 增加管材投资 20% 左右。因此长距离输水管道设计中必须根据计算压力值, 分段选择其工作压力, 达到安全与经济的完美结合。1、水锤的防护。水锤是压力管道系统防护的重要内容, 在长距离输水管道中, 流速变化是经常出现的, 管道中流速变化时, 致使管道中水的压力的升高或降低, 在压力低于水的汽化压力时, 水柱就被拉断, 出现断流空腔, 在空腔处的水流弥合时将产生强烈的撞击, 管道中的水升压, 形成水锤。水锤有启动水锤、关闭水锤、停泵水锤。一般启动水锤不大, 只是真空情况下,管中空气不能排出而被压缩时才会加剧水位压力的变化; 关闭水锤在正常操作时不会引起过大的水锤压力; 但由于突然停电或事故停泵所产生的水锤往往较大, 水锤压力值可达到工作压力的 1.5~ 3倍。一般采取技术工程措施加以防护 , 在水泵出口处设置水锤消除器、缓闭止回阀、安全阀、超压泄压阀等形式以防止水锤危害。2、排气阀的设置。管道初次输水时, 管道内存有空气, 管道运行时, 实际上是水汽两相流。因此在长距离输水管道设计时, 必须重视排气阀的设置, 其数量应根据沿线地形、地质情况, 合理确定管道的纵向布置, 一般人为的每隔一定距离布置成一个高点,在驼峰处布设排气阀, 防止管道的气蚀和振动, 以影响管道输水及安全。3、连通管的设置。长距离输水管道按有关规范规定, 一般采用双管线布置, 以满足检修需要, 检修时供水量应不少于设计供水量的70% , 为达到此目的, 应在二根主管之间设置连通管, 在每根连通管处的主管上下侧设置 2个闸阀, 共 4个闸阀, 以达到分段检修目的。连通管的数量可根据输水管线的长度, 在分段检修情况下满足设计供水量的 70% , 经计算确定, 一般设置 3处连通管。总之, 在长距离输水管道设计中, 管道投资占输水工程的绝大比重, 管材、管径及工作压力的选择必须根据工程规模、重要性、地形地质等进行经济比较综合分析确定, 许多技术及安全措施还有待更深入的研究与提高。[ 1] 陈勇城 . 长距离输水工程的管材选用[ J ]. 中国给水排水,1999[ 2] 王占杰 . 供水工程管道的选择[ J].中国水利, 2005

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本站文章于2019-11-24 02:30,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:基于长隔断输水管道几个打算重心剖析 输水工程