抚顺齐隆化工有限公司工程部 辽宁抚顺 113004
摘要：传统的管网施工清洗耗费大量水电资源，同时清洗排放的固液废物不可避免的对环境造成二次污染。随着国家对节能环保绿色施工的倡导和重视，闭式循环管道冲洗技术近年来受到发展和推广。其核心是基于水力学和流体力学的理论研究，利用水流的动力和紊流漩涡对杂物的提浮力，迫使杂物随带压水流排出管外。该项新技术的应用，最大限度地降低了环境污染，节能环保，使社会效益、经济效益和环境效益提高明显。
关键字：流体力学，闭式循环，悬浮速度，摩擦系数
1、概述
各类工业、民用管道在施工过程中，管道内不可避免落入各种杂物，如砖块、管件、焊渣、工具以及油污等，同时管道因腐蚀的氧化层也附着在内壁，使用前若不进行彻底清洗和清除将会导致严重后果和事故。因此，管网在投入使用前必须进行清洗吹扫彻底清除管内残存物和杂质，近年来，闭式循环冲洗技术既节能又环保不断得到应用和发展。
2、技术综述
闭式循环冲洗技术基于流体力学和水力学理论分析，当管道中带压流体的流速达到临界值时，沉积于管道底部的静止杂质开始朝着流体流动的方向移动，这种移动可能体现出滑动、滚动或跳动等不同方式。当流速继续增大其势能足以使管内最重杂物悬浮起来时，管内所有杂物将克服重力和阻力沿流体流动方向向前浮动。如果流体的流动速度大于管内重量杂质的启动速度、移动速度、悬浮速度，则管内杂质将随流体排出管外或沉积于按计算长度确定的排污短管里。
闭式循环管网冲洗首先要将蓄水池及管网充满水，然后在开启冲洗循环泵，向管道内注水，使管网内水流动循环再排放回蓄水池。循环冲洗水经过过滤处理在重新抽入管网内，利用脏水反复循环将管道内杂物彻底清除，最后再利用净水冲洗管网。冲洗池和水泵应设在管网的起点或中间段，便于系统的选择和分配，冲洗过程首先需要将待冲洗管网的供水管道、回水管道终端安装阀门进行联通，先冲洗远端后冲洗近端，先冲洗支路后冲洗干管，末端设备冲洗应与支线管网同时进行，主管网设备与干管同时进行冲洗。冲洗水源能够被反复利用，可以节省大量水之源，冲洗脏水集中排放至污水井或雨水井内，冲洗下来的杂物集中处理省时省力避免环境污染。
3、冲洗工艺模型
假设砂石的当量直径平均为15mm，其重度
.png)
26603N/m3；焊条、螺帽当量直径平均12mm，其重度
.png)
79862N/m3；冲洗介质水重度
.png)
9810N/m3；砂砾与管壁摩阻系数
.png)
0.0076；泥沙与管壁摩阻系数
.png)
0.025。
杂质在管内从静止到运动状态所需流体的最小速度计算：
.png)
其中：
.png)
—有压管道液柱高度，m
.png)
—杂质当量直径，m
.png)
—杂质平均重度，N/m3
杂质在管内因流体的浮力而产生对杂质的悬浮速度计算：
.png)
其中：
.png)
—杂质在流体中的悬浮速度，m/S
.png)
—摩阻系数
.png)
—重力加速度，9.81m/S2
阻力总损失计算：
.png)
其中：
.png)
—系统阻力总损失，N/m2
.png)
—冲洗口静压，N/m2
最大冲洗长度计算：
.png)
其中：
.png)
—最大冲洗长度，m
粗洗循环通常进行8-10个小时，在反复循环过程中将管道内沉积的砂砾、螺栓等杂质沿水流移动最终沉积到排污短管中，悬浮的轻质杂质沿管道回水口排至水池中，清水循环时间一般进行6-8个小时，迫使细砂、氧化皮等杂质能够全部沉积到排污短管内，最后进行净水循环，这一过程能够保证所有杂质彻底被清除至除污短管里，水质化验合格即可停止净水循环。采用管道闭式循环冲洗技术，可以根据计算同时冲洗多条管道，这样既省电又节水，在冲洗过程中要注意流量的分配，不然达不到冲洗效果。闭式循环冲洗技术，国外已成功应用多年，国内目前也已开始成功应用很多项目，比如唐市新区城市供热管网工程，深圳高崎国际机场候机楼空调冷却循环水工程，河北涿州热电厂工程等。采用闭式循环管道冲洗技术，可大量节约水电资源、减少现场施工作业人员，提高设备利用效率，还可大幅度降低施工成本。管道闭式循环冲洗技术的运用，减少了施工时对现场环境的影响，符合当前发展低碳经济，节能减排，绿色施工的要求。
4、结论
通过闭式循环冲洗技术在国内外诸多工程项目的成功应用我们可以看到，闭式循环管道冲洗技术技术切实可行，对工程质量、安全、工期均有提高，对提高工程管理水平和降低施工成本均有好处，应该加以大力推广使用。同时，在推广使用过程中，更要不断的改进闭式循环冲洗的施工工艺，把标准化、先进化、创新化、高效化、低碳化作为我们的发展目标，将闭式循环冲洗技术技术不断完善和发展。
参考文献
[1]中国石油天然气集团年报[R].北京：中国使用天然气集团，2013.
[2]SH3542-2007.石油化工静设备安装工程施工技术规程[S].
[3]GB/T50905-2014.建筑工程绿色施工规范[s].
[4]方义勇.谈谈管道闭式循环冲洗技术[J].技术探讨，2015.
作者简介
胡金文（1972.8.5），男，汉族，辽宁省抚顺市，工程师，硕士研究生，2012年毕业于辽宁石油化工大学。