關(guān)賽賽 李虹 黃博

（河鋼集團(tuán)邯鋼公司能源中心，河北邯鄲 056000）

0.引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，工廠的給排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)不斷地更新迭代，將污水站、軟水站、還有相關(guān)的水站和泵站連接成為一個(gè)不可分割的系統(tǒng)。如設(shè)計(jì)不合理或者管材選用不適用將直接導(dǎo)致水壓不夠，流量不夠甚至頻繁的破裂。這就會(huì)導(dǎo)致后期維修成本的增加、過多能源的浪費(fèi)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接影響工廠的生產(chǎn)環(huán)境甚至為危及人們生活安全。由此可見優(yōu)化、改善工廠的給排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

1.工廠給排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀

下面以某大型鋼廠的給排水管網(wǎng)為例說明整個(gè)給排水管網(wǎng)存在的問題。當(dāng)前整個(gè)給排水管網(wǎng)每年會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，如管道破裂、管道變形、管道需要頻繁改造等。而管道破裂有以下幾種原因：

（1）內(nèi)部介質(zhì)腐蝕破裂；（2）內(nèi)部介質(zhì)壓力過大而脹破；（3）管道上方壓力過大導(dǎo)致管道被壓破；（4）焊縫等接口處質(zhì)量不合格導(dǎo)致管道漏水；（5）管道所處環(huán)境由于潮濕而導(dǎo)致管道被氧化而破裂等。

這些問題不但造成大量水資源的無端浪費(fèi)，還造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境造成不可估量的損失。在連續(xù)暴雨的季節(jié)有的地方的排水不當(dāng)而導(dǎo)致地面大量積水，有的地方積水深度過高而會(huì)影響大家的正常通行甚至有淹沒相關(guān)設(shè)備的危險(xiǎn)。經(jīng)過2018年的統(tǒng)計(jì)，一年內(nèi)共發(fā)生43次管道破裂，連續(xù)雨季發(fā)生5次雨水排放不及時(shí)直接或者間接造成一定經(jīng)濟(jì)損失。

2.給排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)合工廠內(nèi)的管網(wǎng)存在的一系列問題，我們研究小組展開各項(xiàng)試驗(yàn)和討論，最后總結(jié)要想從根本上解決以上各種問題需要從以下幾方面做優(yōu)化和改善。

2.1 結(jié)合介質(zhì)的成分、流速、壓力等技術(shù)參數(shù)合理選用管材

對(duì)于管道材質(zhì)要求我們必須做到安裝方便、后期運(yùn)行可靠且維護(hù)工作量不大，同時(shí)還需要滿足化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐、質(zhì)輕、韌性好、壽命長等特點(diǎn)。給排水常用的管材分為金屬管、塑料管和復(fù)合材料3大類[1]。

（1）金屬管。目前常用的金屬管主要有：鋼管、銅管鍍、鋅管、鑄鐵管。鋼管分為焊接鋼管和無縫鋼管，鋼管具有強(qiáng)度高、耐振動(dòng)長度大接頭少且易于加工的優(yōu)點(diǎn)，主要用于輸送介質(zhì)壓力比較高的管道。銅管造價(jià)相對(duì)較高，多數(shù)情況用于熱水方面的輸送管道。鑄鐵管包括灰口鑄鐵和球墨鑄鐵，具有鐵的材料，卻具有一定的鋼的性質(zhì)。成本比鋼管低但承受壓力相對(duì)較低，所以一般用在壓力相對(duì)較低的給排水管網(wǎng)上。（2）塑料管。用于大多數(shù)用于給排水工程的塑料管有PE管、UPVC管、PP-R管、PB管、PEX管、PP-C管等。塑料管有一下優(yōu)點(diǎn)：重量輕，內(nèi)壁光滑摩擦阻力系數(shù)小，便于運(yùn)輸和安裝，防腐性能優(yōu)于金屬管。但是缺點(diǎn)是承受壓力相對(duì)弱于金屬管。（3）復(fù)合管。1）玻璃鋼管（FRP管）：玻璃鋼管屬于熱固性塑料管。玻璃鋼管具有質(zhì)量較輕，承壓能力高等特點(diǎn)，并且內(nèi)壁光滑、耐腐蝕能力強(qiáng)，后期施工安裝方便，但該管造價(jià)高于鋼管。2）耐沖擊UPVC管：耐沖擊UPVC管是將成型的UPVC管通過物理方法和化學(xué)方法兩種方法進(jìn)行處理，形成具有高密度硬質(zhì)中心層和耐沖擊內(nèi)外硬質(zhì)層的三層結(jié)構(gòu)，這樣便可以改善普通UPVC管抗低溫強(qiáng)度低的嚴(yán)重缺陷。通過我們相關(guān)工作人員的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，最終證實(shí)這種3層結(jié)構(gòu)的特殊構(gòu)造的確比傳統(tǒng)鑄鐵管擁有更高的耐沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。3）襯塑鋁合金管：襯塑鋁合金管是由鋁合金外層和聚丙烯內(nèi)層通過金屬加工復(fù)合而成，故該管的性能和鋁塑復(fù)合管的所有性能基本相同。

2.2 合理的管路設(shè)計(jì)

對(duì)于新建的給排水管路，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)必須得到各個(gè)單位的重視。施工之前，施工單位、用戶、設(shè)計(jì)單位以及監(jiān)理單位等各方單位對(duì)施工圖紙進(jìn)行分析和交流，加強(qiáng)對(duì)圖紙的理解，確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。目前很多用戶在設(shè)計(jì)管線時(shí)，僅僅考慮該管線如何最優(yōu)，這樣是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。除此之外還需考慮，廠區(qū)后期的建設(shè)、其他相鄰管線的泄露是否對(duì)其影響，若在地下承受壓力是否會(huì)有變化等。確保管線做到最優(yōu)設(shè)計(jì)，這樣會(huì)減少后期很多的維修問題和改造成本[2]。

2.3 確保工程質(zhì)量的安全施工

施工過程中如發(fā)現(xiàn)的確無法按照設(shè)計(jì)圖紙施工，則停止施工會(huì)同各方單位開會(huì)討論，最終由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)變更并做好相關(guān)記錄。管道施工過程中如發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問題，立即停止施工，將問題上報(bào)，然后會(huì)同各方單位，找出合理的處理方案，待問題解決后方可繼續(xù)施工。

加強(qiáng)完全管理包括：（1）施工過程中，施工單位絕不允許出現(xiàn)違章作業(yè)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即停止施工、整改。（2）監(jiān)理對(duì)施工單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和指導(dǎo)，對(duì)不符合規(guī)定的施工和設(shè)施，有責(zé)任制止其施工。（3）施工單位在進(jìn)行各工序交接時(shí)，必須做好安全技術(shù)交底。（4）還有施工過程中可能出現(xiàn)的其他安全注意事項(xiàng)如高空墜物，砸傷以及消防方面的安全問題。一系列安全措施做好之后方可施工。

2.4 給排水管線技術(shù)的改善

（1）合理設(shè)計(jì)管線走向。通過合理設(shè)計(jì)管線走向便可以減少很多彎頭、變徑等構(gòu)件，還可以避免較多的管線交叉，減少在各個(gè)構(gòu)件處的局部阻力和：沿程阻力，極大的減少水在流動(dòng)過程中的水頭損失，便實(shí)現(xiàn)了對(duì)投入成本的節(jié)約。（2）加設(shè)補(bǔ)償器（伸縮管、方形補(bǔ)償器等）、排氣閥。從工廠給排水管道破裂的原因來看，大多是因?yàn)榇嗳踅涌谔庉S向應(yīng)力過大而超過管道的應(yīng)力極限導(dǎo)致管道破裂。所以要解決類似問題就需要將過大的應(yīng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)移。這就需要在個(gè)別應(yīng)力較大處或者間隔一定距離需要設(shè)置一定的將過大的應(yīng)力吸收的補(bǔ)償器。另外在地形不平處需要在最高處設(shè)置排氣閥將管道的氣體排出防止氣體進(jìn)出水泵損壞設(shè)備。（3）增設(shè)各類閥門井、儀表井。眾所周知，各類閥門、儀表由于經(jīng)常操作安裝在室外雖然易于操作但是暴露在室外由于長期受雨淋暴曬會(huì)使出現(xiàn)故障的概率增大，而集中設(shè)置在構(gòu)件井內(nèi)，便會(huì)很好的避免該類問題，還會(huì)避免，由于其他施工導(dǎo)致的各種不經(jīng)意損壞等。另外還有很多技術(shù)方面的問題需要改善如合理設(shè)計(jì)水流速度能夠?qū)⑺p失降低到最小，也能極大的降低水利成本[3]?？傊?，現(xiàn)場(chǎng)情況變化萬千，遇見問題多方討論，集思廣益，確保工廠整個(gè)給排水管網(wǎng)在安全的前提下，以最小的成本能得到最大的收益。

3.結(jié)語

給排水工程對(duì)與整個(gè)社會(huì)和人類的生活密切相關(guān)，國家對(duì)于這方面每年投入巨大，所以對(duì)于給排水整個(gè)管網(wǎng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化顯得尤為重要。本文主要以某鋼廠為例說明目前給排水管網(wǎng)系統(tǒng)存在的一些問題，以及改善的方法進(jìn)行分析，主要的設(shè)計(jì)和優(yōu)化方向在于：（1）結(jié)合介質(zhì)技術(shù)參數(shù)合理選用管材；（2）合理的管路設(shè)計(jì)；（3）安全施；（4）管線技術(shù)改善。

給排水整個(gè)系統(tǒng)都是相通的，貫穿工廠生產(chǎn)用水、生活用水、市政用水以及各種雨水污水排放等各個(gè)方面，希望各行業(yè)水利相關(guān)人員能夠重視，在日后提高整個(gè)給排水管網(wǎng)的管理維護(hù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，提升整體完全運(yùn)行能力，以保障工廠生產(chǎn)用水、人們生活用水安全；各類污水、雨水合理安全排放，以保障人們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)，推進(jìn)社會(huì)發(fā)展。