供水管道的比选方案(8.23)

供水管道的比选方案
一、管材选择原则
目前国内可用于市政埋地供水的管道产品主要有：球墨铸铁管和各种热塑性、热固性树脂高分子等有机材料复合制造的管道。

从历史发展角度看，每一种管材都有各自优点和缺点。

所以工程选择管材时，必须结合实际工况，并考虑各种管材的材质、使用条件。

根据以往工程经验采用符合要求、经济合理、安全可靠的供水管材，应考虑满足以下要求：
（1）安全可靠性好，能承受一定的内外荷载，具有良好的封闭性和抗震性与抗沉降性能，漏损率低，耐腐蚀，
（2）使用年限长，运行成本低，运输方便，维护管理简单。

（3）水力条件好，内壁光滑不易结垢，管路畅通。

（4）卫生性能好，无毒环保。

（5）综合造价合理，不仅管材本身的造价还应包括运输、施工、安装与后期维护等等。

二、管材比选方案
以下从工程运营成本、管材性能以及经济造价三方面进行比选：
1、水力条件及运营成本分析
以下使用两种对应规格：供水用球墨铸铁管与钢丝网骨架塑料复合管（以下简称：钢丝网管）在相同流量下进行水力坡降的比较，借以比较两种管材的运营成本。

1.1对应流速的计算
一般干线给水系统管内水的经济流速为1.5~3.0m /s ,现假定球墨铸铁管流速V 铁＝2m /s ，在流量相等的情况下，相应规格PSP 管对应流速见表：
.DN400、DN600球墨铸铁管与dn400、dn450、dn630 钢丝网管参数对比表
注：计算公式：Vi dp
di Vp Vp dp T Vi
di T Q
*4
4
22
221
1
=⇒=
=
1.2根据下列公式计算：10℃时各管材作为供水管的水力坡降i （m /m ）
γ
vd
Re =
（计算所得的值见下表）
g
v d i 2*12
λ= 达西-魏斯巴赫公式 因Re 的值均相当大（4.69×107～9.75×107）可用下列公式计算
25
.
0)Re
68(11.0+
∆=d λ阿里特苏里公式 Re ——雷诺数. V ——流速m /s
d ——管内径m γ——流体运动粘度m 2/s (10℃的水取值为1.3×10-6m 2/s ) λ—— 水力摩阻系数 ｇ——重力加速度，取9.8m 2/s
Δ————绝对当量粗糙度（ｍｍ）（其中：球墨铸铁取0.6ｍｍ、钢丝网管取0.01ｍｍ）.
.DN400、DN600球墨铸铁管与dn400、dn450、dn630 钢丝网管水头损失对比表
综上所述：水力条件方面，在实现同等流量前提下，钢丝网管与球墨铸铁管流速度相差不大；但在水力坡度方面，在同等流量前提下，球墨铸铁管每公里水头损失明显比钢丝网管大（具体为：1、DN600球墨铸铁管每公里水头损失比dn630钢丝网管高出46%；2、DN400球墨铸铁管每公里水头损失比dn400钢丝网管高出11.5%；3、DN400球墨铸铁管每公里水头损失比dn450钢丝网管高出94.3%；），这将直接影响管网建成后的长期运营成本，同时需要说明的是：（1）、dn400钢丝网管完全可替换DN400球墨铸铁管；（2）钢丝网管在运营过程中不结垢、不腐蚀，其绝对当量粗糙度不会增加；而球墨铸铁管在运营过程中易结垢，其绝对当量粗糙度会增加，从而进一步增加运营成本。

故从水力条件与运营成本比较考虑，钢丝网管应用于供水管道优于球墨铸铁管。

2、管材物理技术性能比选
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三、管材比选方案结论：
以上从运营成本分析、管材性能比较与管道造价比较三方比选，可得结论：仅从材料与施工角度进行比较，钢丝网管约比球墨铸铁管高14%左右，但若综合其它项目：管网长期运营成本（水头损失小）、使用年限至少差20年以上，后期维护投入的人力、物力、财力成本，以及管网长期使用，接口泄漏造成的损失，则综合考虑长期经济效益，选择钢丝网骨架塑料复合管作为供水管道优于传统球墨铸铁管。

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附：
钢丝网骨架聚乙烯复合管介绍
钢丝网骨架聚乙烯复合管是以高强度镀铜钢丝左右缠绕编织形成的网状结构为骨架，以高密度聚乙烯基体材料，利用改性聚乙烯——粘接树脂，在生产线上通过连续、分次挤塑复合而形成的耐压、内外防腐、柔韧性特好、卫生、绿色环保型化学建材。

管材的增强骨架与内外层塑料通过化学复合方式包容成为一个整体，内外壁光滑、不结垢、管道连接采用电热熔连接或法兰连接，连接强度与管体本身一致。

该复合管不但结合了塑料管与钢管各自的优点，还解决了塑料管耐腐不耐压、钢管耐压不耐腐等缺点。

复合技术产品结构图
一、钢丝网骨架聚乙烯复合管主要技术特点：
1、防腐性能优越：管材基体材料为聚乙烯材质，耐盐碱地质及其它化学物质的的腐蚀；
2、卫生、环保：管材基体材料选用食品级材质，卫生无毒，绿色环保；
3、水利特性好：管道粗糙度小，内外壁光滑，水得特性好；
4、柔韧性好：管道刚柔兼并，柔韧性能良好，故管道抗地基不均匀沉降性能良好，且30度以内转弯可不需要管配件；
5、连接性能可靠：管道采用国内外成熟的电热熔连接技术，一次焊接成功不泄漏；
二、钢丝网骨架聚乙烯复合管连接方式
钢丝网骨架聚乙烯复合管道连接方式，与纯PE管电熔焊接有类似方面，均利用聚乙烯热塑性原理，采用电热熔焊接方式连接，操作简单、方便，焊接过程由程序控制，人为因素少，一次焊接成功，永不泄漏，如下图所示：连接示意图：
三、钢丝网骨架聚乙烯复合管制造与施工规范
钢丝网骨架聚乙烯复合管制造标准、施工规范执行中华人民共和国行业标准、国家标准，
四、钢丝网骨架聚乙烯复合管工程案例
1、更换球墨管案例：
电镀园区：DN600球墨管因不均匀沉降导致接口错位，承插口密封圈老化、地质腐蚀等原因发生泄漏，采用dn630钢丝网骨架塑料复合管予以更换，如图：
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2、河道输水工程
时间：2006年，管径：dn630 PN1.0
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3、市政供水工程
时间：2008年，，管径：dn500 PN1.0
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