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        淺談寒冷地區(qū)化工企業(yè)給排水管道設(shè)計(jì)

        2015-12-01 09:33:16吳潔
        上海化工 2015年7期
        關(guān)鍵詞:散熱量冰凍管徑

        吳潔

        福陸(中國(guó))工程建設(shè)有限公司(上海 201103)

        工程設(shè)計(jì)

        淺談寒冷地區(qū)化工企業(yè)給排水管道設(shè)計(jì)

        吳潔

        福陸(中國(guó))工程建設(shè)有限公司(上海201103)

        分析了給排水管道的凍結(jié)機(jī)理。從防凍保溫計(jì)算原則及保溫伴熱材料的選擇等方面介紹了北方寒冷地區(qū)化工企業(yè)給排水管道防凍保溫設(shè)計(jì)的特點(diǎn);結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn),論述了給排水管道防凍保溫的設(shè)計(jì)方法、防凍措施、布置要領(lǐng)和安裝形式。

        寒冷地區(qū)給排水管道設(shè)計(jì)防凍

        0 引言

        在我國(guó)北方的寒冷和嚴(yán)寒地區(qū),給排水設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是防凍。給排水系統(tǒng)作為化工企業(yè)重要的公用工程,如果防凍措施處理不當(dāng),將給工廠的正常運(yùn)行帶來(lái)諸多不便,甚至產(chǎn)生重大影響。同時(shí),由于化工企業(yè)給排水系統(tǒng)的特點(diǎn)與常規(guī)的民用項(xiàng)目不同,針對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)采用相應(yīng)的技術(shù)措施尤為重要。目前國(guó)內(nèi)執(zhí)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中尚無(wú)一個(gè)系統(tǒng)、完善的化工企業(yè)給排水管道防凍和保溫準(zhǔn)則,設(shè)計(jì)人員通常依據(jù)自身的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣做法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

        結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)遇到的問(wèn)題,重點(diǎn)闡述了給排水管道保溫和伴熱的設(shè)計(jì)方法及相關(guān)注意事項(xiàng),以期為北方地區(qū)化工企業(yè)的給排水管道設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

        1 給排水管道凍結(jié)機(jī)理

        當(dāng)水在設(shè)備及管道內(nèi)流動(dòng)時(shí),由于散熱損失的存在,其溫度沿流程逐漸降低。在一般的散熱損失情況下,長(zhǎng)度有限的管道內(nèi)水的溫度不至于降低到冰點(diǎn);但當(dāng)水停止流動(dòng)時(shí),由于得不到熱量的補(bǔ)充,溫度就有可能降至凝固點(diǎn)或冰點(diǎn),甚至更低,從而發(fā)生凍結(jié)。凍結(jié)一旦發(fā)生,輕則堵塞管道,重則導(dǎo)致管道破裂。管內(nèi)水凍結(jié)時(shí),通常首先是緊靠管內(nèi)壁的水開(kāi)始凍結(jié),圓形管道中凍結(jié)的水沿管壁呈環(huán)狀,然后凍結(jié)層厚度逐漸增加,直至凍結(jié)至管中心而堵塞管道。由水的凍結(jié)過(guò)程可知,管內(nèi)水的凍結(jié)是一個(gè)不穩(wěn)定的傳熱過(guò)程。

        由于不穩(wěn)定傳熱過(guò)程的計(jì)算比較復(fù)雜,因此,工程上一般采用簡(jiǎn)化方法(即按照穩(wěn)定傳熱的熱平衡方法)計(jì)算防止凍結(jié)的保溫層厚度,并適當(dāng)考慮安全因素。

        2 給排水管道的防凍保溫設(shè)計(jì)方法

        GB 50014—2011《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]中4.3.8條規(guī)定:一般情況下,排水管道宜埋設(shè)在冰凍線以下。當(dāng)該地區(qū)或條件相似地區(qū)有淺埋經(jīng)驗(yàn)或采取相應(yīng)措施時(shí),也可埋設(shè)在冰凍線以上,其淺埋數(shù)值應(yīng)根據(jù)該地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定,但應(yīng)保證排水管道安全運(yùn)行。GB 50015—2009《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]中4.3.2.2規(guī)定:生活污水接戶(hù)管道管道埋深不得高于土壤冰凍線以上0.15 m,且覆土深度不小于0.3 m。可見(jiàn),給排水管道在寒冷地區(qū)通常采用埋地敷設(shè)或者布置在采暖廠房?jī)?nèi)的防凍方法。

        一些直徑較大的給排水管道發(fā)生結(jié)冰時(shí)只是在管道內(nèi)壁結(jié)一圈冰,這樣雖然不會(huì)堵塞管道,但會(huì)使其流量受到限制??紤]到埋地管道不易清理,需首先考慮將其埋至冰凍線以下,以保證管道內(nèi)的水不會(huì)結(jié)冰。

        對(duì)于穿越冰凍層或者露天布置的給排水管道,保溫設(shè)計(jì)應(yīng)符合減少散熱損失、節(jié)約能源、滿足工藝要求、保持生產(chǎn)能力、提高經(jīng)濟(jì)效益、改善工作環(huán)境等基本原則。

        進(jìn)行這部分給排水管道的防凍保溫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是計(jì)算管道的工藝允許散熱量和總散熱損失量。

        2.1工藝允許散熱量的計(jì)算和確定

        給排水管道水的允許散熱量計(jì)算采用SY/T 6421—1999《設(shè)備及管道散熱損失的測(cè)定》[3]的熱平衡法計(jì)算。

        式中:Q為總散熱損失,W;G為質(zhì)量流量,kg/h;C1為管道入口介質(zhì)比熱容,kJ/(kg·℃);C2為管道出口介質(zhì)比熱容,kJ/(kg·℃);t1為入口介質(zhì)溫度,℃;t2為出口介質(zhì)溫度,℃。

        當(dāng)介質(zhì)為水時(shí),根據(jù)其特性,比熱容C1,C2選取4.2 kJ/(kg·℃);t2選取水的結(jié)冰溫度0℃。常年運(yùn)行工況允許最大散熱損失值見(jiàn)表1。

        表1 常年運(yùn)行工況允許最大散熱損失值

        2.2總散熱損失量的計(jì)算和確定

        地上布置的給排水管道的總散熱損失量采用SY/T 6421—1999中的公式計(jì)算。

        式中,qL為管道平均熱流密度,W/m2;QR為設(shè)備或管道上金屬裸露面、人孔或管件的總散熱損失,W。L為被測(cè)管道長(zhǎng)度,m;a為總放熱系數(shù),W/(m2·℃);tw為表面溫度,℃;tf為環(huán)境溫度,℃。

        由于tw是一個(gè)逐漸變化的溫度,建議選擇結(jié)冰溫度0℃。

        考慮到總傳熱系數(shù)K、管內(nèi)介質(zhì)溫度及自然地溫,按公式(4)計(jì)算給排水埋地管道的總散熱損失。

        式中,d1為管道外徑,m;K為總傳熱系數(shù),W/(m2·℃);

        t0為實(shí)測(cè)介質(zhì)溫度,℃;tg為自然地溫,℃。

        2.3防凍保溫原則的設(shè)計(jì)確定

        計(jì)算出管道的水允許散熱量和總散熱損失量后,對(duì)兩個(gè)值進(jìn)行比較。當(dāng)水允許散熱量大于總散熱損失量時(shí),給排水管道可在未設(shè)置防凍措施或設(shè)置少量措施的情況下正常運(yùn)行,且不會(huì)發(fā)生冰凍破壞;當(dāng)水允許散熱量小于或等于總散熱損失量時(shí),給排水管道需要設(shè)置防凍設(shè)施才能確保不發(fā)生冰凍破壞并正常運(yùn)行。由于管道的散熱量影響因素較多,為了保證管道的安全性,建議選取計(jì)算總散熱損失量的1.2倍為設(shè)計(jì)值。

        管道防凍一般采用保溫的方式。為了防止管道被凍壞,必須根據(jù)介質(zhì)間斷的時(shí)間計(jì)算出保溫層的材料和保溫厚度,以防止管道內(nèi)介質(zhì)凍結(jié)或延長(zhǎng)介質(zhì)凍結(jié)時(shí)間。加熱保溫是常用的一種保溫形式,是將輸送管道向環(huán)境中的散熱量用加熱的辦法加以補(bǔ)償,使輸送管道中介質(zhì)不凍結(jié)。有實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)于管徑小于DN40的管道,即使外加保溫層,在夜間低流速工況下如果沒(méi)有熱源伴暖,壁溫通常也會(huì)在3 h內(nèi)從12℃降至0℃,這是十分危險(xiǎn)的。管道內(nèi)水的散熱量應(yīng)由伴熱管來(lái)補(bǔ)充。加熱保溫常見(jiàn)的形式有蒸汽伴熱管、熱水伴熱管和電加熱帶3種。管道蒸汽伴熱的設(shè)計(jì)選用可參照文獻(xiàn)“化工工藝管道蒸汽伴管的設(shè)計(jì)”[4];保溫層厚度的計(jì)算和確定按照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集03S401《管道和設(shè)備保溫、防結(jié)露及電伴熱》和GB/T 4272—2008《設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則》執(zhí)行;保溫材料的選擇按照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集03S401執(zhí)行。

        3 給排水管道防凍保溫管道的布置要求和防凍措施

        在寒冷地區(qū),給排水管道易發(fā)生冰凍破壞,設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮將其布置在冰凍線以下。當(dāng)管道布置在冰凍層以上或者露天時(shí),需要考慮對(duì)其進(jìn)行防凍保溫。由于化工企業(yè)的水系統(tǒng)介質(zhì)較多,各種水系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)不同,因此各種管道的防凍保溫設(shè)計(jì)也不同,結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),介紹幾種主要給排水管道的設(shè)置要求及防凍措施。

        3.1生產(chǎn)、生活給水管

        在寒冷地區(qū),冬季生產(chǎn)、生活給水的運(yùn)行溫度約為在8℃,與結(jié)冰溫度(0℃)相差很小,因此其給水管很容易發(fā)生凍結(jié)。生產(chǎn)、生活給水管首先應(yīng)盡量布置在冰凍線下,當(dāng)穿越冰凍線與地上用戶(hù)連接時(shí),通常采用的防凍保溫方法如下:

        (1)控制最小接管管徑,避免首次運(yùn)行時(shí)的冰凍破壞。當(dāng)生產(chǎn)、生活給水管首次或間斷投入運(yùn)行時(shí),管道及周?chē)耐寥罍囟冉咏谑彝庾畹蜏囟取?/p>

        內(nèi)蒙古某PVC項(xiàng)目的空壓控制室需設(shè)置一根空調(diào)加濕水管,管徑原設(shè)計(jì)為DN20。發(fā)現(xiàn)在冬季敞口情況下,生產(chǎn)給水管打開(kāi)閥門(mén)后,地上管道出水緩慢,管壁很快形成一圈冰膜,管口逐漸結(jié)冰,最終管道完全凍結(jié)。在后續(xù)改造中,將埋地管道的管徑增加至DN32,在冬季未發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象。

        因此,生產(chǎn)、生活給水管與地上管道交接點(diǎn)管徑不得小于DN32(采暖廠房)或DN50(非采暖廠房)。

        (2)選擇強(qiáng)度高的管材。由于非金屬管材在冰凍條件下易脆化,因此選用金屬管道(考慮到衛(wèi)生要求,生活水管可采用內(nèi)涂塑的金屬管道)。同時(shí),對(duì)于小口徑鋼管(DN≤100),采用強(qiáng)度高的無(wú)縫鋼管也可增強(qiáng)管道抗冰凍破壞的能力。

        (3)在冰凍線以下管道上設(shè)置切斷閥和放空管。設(shè)置切斷閥首先可以保證冰凍層以上的管道在停運(yùn)和檢修時(shí)地下主管道的安全,使其不受局部管道的影響,其次還能保證閥門(mén)后端管道可進(jìn)行有效的放空或檢修。設(shè)置放空管可以切斷閥后管道,將其中的水放空,避免存水在管道中凍結(jié)。對(duì)于排水條件好的區(qū)域,放空管宜接入就近的排水檢查井中;如附近無(wú)排水檢查井,可在地面上增設(shè)一處放空管。管道需要放空時(shí),先將地上部分管道中的積水排出,然后打開(kāi)地下放空管,將少量的積水排入自身閥門(mén)井中,人工排除積水。

        (4)冰凍層以上的管道需進(jìn)行保溫伴熱。地上管道的保溫伴熱按照03S401執(zhí)行;凍土層中管徑較小的管道應(yīng)采用包裹保溫材料的方式減少周?chē)鷥鐾翆?duì)管道的影響。保溫材料可選取保溫管殼或離心玻璃棉,保溫厚度參考地上管道厚度。地下部分管道保溫范圍可從切斷閥井至地坪上300mm。

        (5)洗眼器及安全淋浴應(yīng)盡量設(shè)置在采暖廠房?jī)?nèi),室外設(shè)置時(shí),給水管道宜使用電伴熱。

        生產(chǎn)、生活給水管道的典型防凍安裝形式如圖1所示。

        圖1 生產(chǎn)、生活給水管道的典型防凍安裝形式

        3.2消防水管道

        消防水除了與生產(chǎn)、生活水冬季運(yùn)行溫度相似外,還具有壓力高、保證性要求高、使用頻率低等特點(diǎn)。同時(shí)由于接入廠房或框架的消防水管管徑最小為DN65,且通常采用金屬管材,因此消防水通常采用的防凍保溫方法如下:

        (1)在冰凍線以下管道設(shè)置切斷閥和放空管。

        (2)冰凍線以上或露天設(shè)置且冬季充水的管道需設(shè)置可靠的保溫伴熱。

        天津地區(qū)某LNG接收站項(xiàng)目的碼頭設(shè)置有消火栓、消防炮、碼頭前沿水幕系統(tǒng)、逃生通道水噴淋系統(tǒng)等消防設(shè)施,根據(jù)消防要求,需要保證雨淋閥前和消火栓前的管道一直充滿穩(wěn)高壓消防水,因此,該部分消防水管道采用了可靠的保溫伴熱。而雨淋閥后的噴淋管道只在消防時(shí)才充水,因此未采用保溫、伴熱措施。從消防主管道出地面至各個(gè)消防設(shè)施和雨淋閥組前的管道采用了電伴熱(該項(xiàng)目無(wú)蒸汽系統(tǒng)),伴熱維持溫度為5℃,并采用50 mm厚離心玻璃棉保溫。

        按照03S401,消防水主管道電伴熱的初步計(jì)算如下:

        長(zhǎng)70 m、DN500的消防管道,環(huán)境溫度ta=-11.7℃,介質(zhì)溫度t0=5℃,采用玻璃棉制品保溫,放熱系數(shù)αs取11.63 W/(m2·℃),絕熱層厚度為50 mm,則:Δt=t0-ta=16.7℃。

        根據(jù)圖集中表6,Δt=20℃時(shí),管道散熱量QB= 36.5 W/m,實(shí)際散熱量QTB=36.5 W/m。

        對(duì)于變功率電熱帶,由圖集中表2可查得,5℃時(shí),30ZXW型變功率電熱帶的輸出功率為31 W/m,小于散熱量QTB(36.5 W/m),所以安裝系數(shù)=36.5/31= 1.18,電熱帶長(zhǎng)度L’=70×1.18=82.6 m。由于是初算,未計(jì)入閥門(mén)、法蘭等附件長(zhǎng)度,若考慮1.2的長(zhǎng)度系數(shù),則電熱帶總長(zhǎng)度L=82.6×1.2≈99 m。

        由變功率(自限式)電熱帶220V單一電源最大使用長(zhǎng)度(Lmax)表可知,ta=-10℃時(shí),Lmax=114 m,30 A電流短路開(kāi)關(guān),電熱帶實(shí)際總長(zhǎng)L<Lmax,滿足要求,可任意切割,則總功率N=LQTB≈3614 W。

        對(duì)于恒功率電熱帶,已知QTB=36.5 W/m,選用4根長(zhǎng)100 m的DCR-10型電熱帶,每根輸出功率為10 W/m。則電熱帶總長(zhǎng)度L=4×100=400 m,總功率N=L×QTB=400×10=4000 W。

        (3)在采暖廠房采用濕式消火栓系統(tǒng),在非采暖廠房或露天框架宜采用干式消火栓系統(tǒng)。為保證冬季消防水使用時(shí)不發(fā)生凍結(jié),給水主管的管徑不宜小于DN80。

        (4)當(dāng)采用防凍型消火栓及消防炮時(shí),宜將其設(shè)置于背風(fēng)向陽(yáng)處,并宜設(shè)置保溫井筒。

        (5)根據(jù)GB 50084—2005《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]的4.2.2條和4.2.3條第3款,在非采暖的廠房?jī)?nèi),自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用干式系統(tǒng)或者代替干式系統(tǒng)的預(yù)作用系統(tǒng)。

        (6)雨淋閥組、報(bào)警閥組均宜設(shè)置在有可靠供暖的雨淋閥室或報(bào)警閥室內(nèi),室內(nèi)溫度應(yīng)大于4℃。雖然GB 50084—2005中沒(méi)有明確規(guī)定將報(bào)警閥組設(shè)于采暖房間內(nèi),但在寒冷地區(qū)要有可靠供水,必須保證閥組及閥前管道不凍結(jié),因此報(bào)警閥組宜參考雨淋閥組,設(shè)置在有可靠供暖的報(bào)警閥室內(nèi)。

        (7)非采暖廠房或露天框架的消防水或自動(dòng)噴水滅火管道、雨淋管道在設(shè)計(jì)中盡量避免出現(xiàn)“U”型管道。如出現(xiàn)“U”型管道,需在其最低點(diǎn)設(shè)置放空管,以防止積水凍結(jié)。

        3.3循環(huán)水管道

        循環(huán)水在冬季的運(yùn)行溫度通??刂圃?8℃以上,與冰點(diǎn)溫度相差較大,因而循環(huán)水管道不容易發(fā)生凍結(jié),甚至可以作為伴熱管道使用。因此在最低管道覆土情況下,大口徑循環(huán)水管道可以布置在冰凍線上。有實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)管徑小于DN50的循環(huán)水管道在冰凍層內(nèi)布置或者穿越冰凍線與地上用戶(hù)連接時(shí),其有可能在冬季啟動(dòng)或停車(chē)時(shí)發(fā)生凍結(jié)。循環(huán)水管道通常采用的防凍保溫方法如下:

        (1)控制最小接管管徑,延長(zhǎng)首次冰凍破壞的時(shí)間。在冰凍層長(zhǎng)距離布置循環(huán)水管道的管徑不得小于DN80,與地上管道交接點(diǎn)的管徑不得小于DN50。

        (2)地上循環(huán)水管道一般情況下不考慮伴熱,但須根據(jù)管徑和管道布置的長(zhǎng)短考慮是否需要保溫,并應(yīng)設(shè)置放空閥。

        (3)循環(huán)水管道可作為水泵的防凍管道。通常采用在泵出口管道的止回閥兩端設(shè)置旁通管道的方式。運(yùn)行中的循環(huán)水泵一般不會(huì)發(fā)生凍結(jié),為防止備用泵內(nèi)的水凍結(jié)凝固,應(yīng)采用防凍循環(huán)管道,使循環(huán)水從備用泵的防凍循環(huán)管道經(jīng)泵體返回吸水池。露天循環(huán)水泵防凍管道的安裝形式見(jiàn)圖2。

        圖2 露天循環(huán)水泵防凍管道的安裝形式見(jiàn)

        內(nèi)蒙古地區(qū)某PVC項(xiàng)目的循環(huán)水站設(shè)計(jì)中,循環(huán)水泵水量為6000 m3/h,水泵進(jìn)出水管道分別為DN1200和DN900。方案設(shè)計(jì)時(shí),首先確認(rèn)運(yùn)行的泵及管道不會(huì)發(fā)生凍結(jié),然后考慮將循環(huán)水作為熱源,在泵出水管道的止回閥至電動(dòng)蝶閥兩端設(shè)置了防凍旁通管道,在止回閥至電動(dòng)蝶閥的管道上設(shè)置了放空閥。當(dāng)循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí),防凍旁通管道上閥門(mén)關(guān)閉,循環(huán)水正常地從水泵進(jìn)口流向出口。當(dāng)循環(huán)水泵備用時(shí),防凍旁通管道上閥門(mén)打開(kāi),循環(huán)水作為熱源為備用的管道及設(shè)備伴熱,經(jīng)過(guò)防凍旁通管道從反向的水泵出口流向吸水池。同時(shí),打開(kāi)放空閥將兩個(gè)閥門(mén)間的管道存水排空,避免死水凍結(jié)。該項(xiàng)目循環(huán)水泵站的設(shè)計(jì)完全放棄了北方常用的大型循環(huán)水泵房,而采用與南方地區(qū)相似的露天泵站,僅泵房土建一項(xiàng)就為業(yè)主節(jié)約了大量費(fèi)用(類(lèi)似泵房預(yù)算造價(jià)為100萬(wàn)元)。由于防凍管道設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)單,該項(xiàng)目循環(huán)水泵已連續(xù)平穩(wěn)地運(yùn)行了多個(gè)冬季。

        對(duì)于以循環(huán)水為主要換熱介質(zhì)的工藝換熱器,也可在設(shè)備入口的切斷閥前設(shè)置一根防凍循環(huán)連通管道,換熱器待機(jī)時(shí),打開(kāi)該管道即可防止循環(huán)水管道結(jié)冰。一般防凍循環(huán)管道的防凍管線也需保溫。

        3.4生活污水及生產(chǎn)廢水管道

        一般情況下,生活污水及生產(chǎn)廢水排水管道宜埋設(shè)在冰凍線以下。在很多實(shí)際工程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)管道凍塞現(xiàn)象,凍塞管道的原因一般有兩個(gè):一是埋深過(guò)淺,保溫措施不夠;二是管道坡度過(guò)小,排水流速較慢,導(dǎo)致污水的熱量散失很快,在進(jìn)入檢查井之前已經(jīng)凍結(jié)。解決凍塞現(xiàn)象的根本辦法是將管道的埋設(shè)深度增加至冰凍線以下150 mm,這樣可確保管道常年不結(jié)冰。

        露天框架的污、廢水如果采用重力流排放,地上管道應(yīng)設(shè)置伴熱及保溫措施。

        隨著環(huán)保要求的增強(qiáng),越來(lái)越多的工廠采取壓力流輸送污水。雖然污水自身有一定溫度,但由于通常是間斷排放,因此壓力污水管道也應(yīng)采取嚴(yán)格的防凍保溫措施:(1)壓力流污水地下管道宜布置在冰凍線以下;(2)壓力流污水地上管道應(yīng)設(shè)置防凍伴熱措施,按照?qǐng)D集03S401執(zhí)行。

        3.5雨水管道

        北方冬季降水的主要形式是降雪。因此,寒冷地區(qū)的雨水管道可以不考慮管內(nèi)的冰凍危害。但雨水管道敷設(shè)在凍土層內(nèi)會(huì)受到凍脹影響,以致管道破裂毀壞,不能使用。所以當(dāng)雨水管道埋設(shè)在冰凍線以上時(shí),其淺埋數(shù)值應(yīng)根據(jù)該地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)確定,但應(yīng)保證排水管道安全運(yùn)行。

        在化工企業(yè)中,雨水管道有時(shí)候會(huì)承擔(dān)循環(huán)水系統(tǒng)和脫鹽水系統(tǒng)清潔廢水的排放。這些清潔廢水的溫度較高(18~25℃)、瞬時(shí)流量大,不會(huì)造成管道內(nèi)結(jié)冰。但是間斷排放容易造成管道材料的熱脹冷縮,因此除了增加管道材料強(qiáng)度外,最常用的就是將排水點(diǎn)管道標(biāo)高降至冰凍線以下。

        3.6閥門(mén)井及檢查井

        采暖室外計(jì)算溫度低于-10℃的地區(qū),各種室外給水的閥門(mén)井及排水檢查井均應(yīng)采取雙層井蓋保溫或其他保溫措施。雙層井蓋按照給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集97S501-2《雙層井蓋》制作、安裝。

        在秋冬交替季節(jié),雨、雪水白天沿井蓋流入閥門(mén)井及檢查井內(nèi),晚上溫度降低后凍結(jié)。第二天地面融化的雪水又流進(jìn)去,晚上再次凍結(jié),反復(fù)多次,便將井蓋凍結(jié)成了大冰塊,與井壁凍結(jié)在一起,要將井蓋打開(kāi)非常困難,這種情況下根本無(wú)法滿足地下管網(wǎng)正常運(yùn)行及檢修的要求。解決的辦法是將閥門(mén)井及檢查井的井座設(shè)置高出周?chē)孛?00 mm以上,以防雨、雪水流入,為不影響交通,盡量將井室設(shè)置在綠化帶上,并設(shè)相應(yīng)標(biāo)記。

        4 結(jié)語(yǔ)

        總之,北方地區(qū)化工企業(yè)給排水管道的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是防凍,如果防凍措施處理得當(dāng),在增加給排水系統(tǒng)使用壽命的同時(shí),還可以節(jié)約造價(jià)。設(shè)計(jì)者需本著合理設(shè)計(jì)、節(jié)約能源的原則,對(duì)整個(gè)給排水系統(tǒng)的防凍統(tǒng)一考慮,在重點(diǎn)環(huán)節(jié)上多下功夫,以確保管道順利過(guò)冬。

        [1]GB 50014—2011室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [2]GB 50015—2009建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [3]SY/T 6421—1999設(shè)備及管道散熱損失的測(cè)定[S].

        [4]王少蓋,鄭學(xué)鋒.化工工藝管道蒸汽伴管的設(shè)計(jì)[J].化肥設(shè)計(jì),2008,46(1):21-24.

        [5]GB 50084—2005自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        Preliminary Discussion on the Design of Water Supply and Drainage Pipes of Chemical Enterprises in Cold Region

        Wu Jie

        The freezing mechanismof water supply and drainage pipes was analyzed.Tointroduce the characteristics of freezing protection design for water supply and drainage pipes of chemical enterprises in cold region,the calculation principle of freezing protection and selection of insulating and tracing materials were offered.According torelevant standards and engineeringexperience,thedesignmethods,freezingprotectionmeasures,layoutessentialsandinstallationmethodsforanti-freezingofwatersupplyanddrainagepipeswerediscussed.

        Coldregion;Designofwatersupplyanddrainagepipe;Anti-freezing

        TU 276

        吳潔女1982年生本科工程師主要從事給水排水設(shè)計(jì)工作

        2015年6月

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