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探析工业给排水设计中的管道布置及选材

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：许赛男

[导读] 摘要：要保证工业企业整体的生产环境对生产工艺的运用能实现足够的科学性、安全性和经济性，给排水设计的细节参考必不可少。

        中煤科工集团南京设计研究院有限公司南京市 210031
        摘要：要保证工业企业整体的生产环境对生产工艺的运用能实现足够的科学性、安全性和经济性，给排水设计的细节参考必不可少。根据过往的实践经验来进行总结，重视和优化给排水设计的管道布置和选材，有利于降低施工返工率，确保工程项目执行进度，控制环境污染风险，减少工程项目投资及企业运行维护的费用，并增加生产过程的可靠性及有序性，从而消减对企业和社会可能产生的相关消极影响，提供积极保障。接下来就让我们来分别具体研究以上部分的内容。
        关键词：给水排水；问题处理；管道设计
        引言
        工业建筑与民用建筑在使用功能、布局、用水需求等方面均存在较大的差异，那么其在设计给排水管道系统时也要采用不同的设计方法，因此，只有对两种不同建筑类型的功能进行综合分析，才能设计出合理的给排水设计方案，从而才能有效发挥给排水系统的应用优势。
        1 工业给水排水管道系统介绍
        在工业工程项目中，由给排水专业负责设计的给水管道系统通常有：生活给水管道（含冷热水）、生产给水管道、循环供回水管道、消防水管道。排水管道系统通常有：生活污废水管道、生产废水管道、初期污染雨水管道、清净雨水管道、消防废水管道。生产废水是没有重金属污染同时水中含盐量大的工业废水。含有重金属或浓物料污染并会对环境产生巨大影响的工业污水需要另外处理，工厂里会设置有专门的工艺污水输送管道，由工艺管道专业负责设计。生产企业需要在环境保护方面保证管道布置和之后的生产过程严格按照国家颁布的《化工项目环境保护规范》和《石油化工企业环境保护设计规范》等相关具体规定来设计厂区的给水排水管道，提倡建立分质给水，污废分流排水体制来改善给排水系统，以减轻生产过程中所带来的环境污染问题。
        2 当前国内工业建筑给排水设计的问题
        新时期经济发展以来，国内工业规模不断扩大，城市内人口数量不断增长，工厂与城市用水需求激增，这给城市水资源带来很大压力，面对水资源匮乏、污染严重的日益凸显，工业建筑给排水设计提出新的要求。当前工业建筑给排水设计常见问题主要由以下几方面：第一，给水系统不完善，供水距离较大不能适应供水压力，甚至有些超压供水现象浪费大量水资源。第二，排水系统设计不合理，配件、用水设备等都不具备节水特点，由于缺少中水处理系统，无法实现水资源的二次利用，增加了水资源的浪费。第三，雨水利用设施不受重视，雨水直接排放至市政管网，原本可净化回收的水资源白白浪费了。
        3 工业给排水设计中的管道布置及选材
        ＧＭＰ车间主要为综合制剂车间，局部四层建筑，一层为仓库、锅炉房、汽车库及预留部分，二层为洁净车间及预留车间，三层为质检化验间及空调机房，四层为预留部分。根据工艺专业设备统计而得，纯化水原水量约20t/h，循环冷却水补水量约15t/h，车间生产生活用水量约15t/h。
        3.1 排水管道材质的选择
        在管材的选择上，应选择经济可靠、符合规范要求的管材形式，对于新型管材的应用尝试有利于创新推广和技术改进。对于工业工程项目给排水管道，尤其是初期污染雨水系统、消防废水系统及工业污废水系统这些可能受工艺物料污染的的排水管道，管材的选择需注意满足特殊介质可能出现的耐酸耐碱等的输水要求。在工艺装置等有特殊环境要求的生产区域，管材的选择还应考虑其环境及生产要求，比如接洗眼器的生活给水管倾向选用钢塑复合管或不锈钢管抗腐蚀环境，离地面 1m 及以下的塑料管线应设防撞柱避免操作中的碰撞，可能造成室外直晒的管线应避免采用易老化易脆的塑料管线等。钢制管材如普通钢管、镀锌钢管及不锈钢管，塑料管材如 HDPE 管、UPVC 管、PP-R 管，复合管如钢丝网骨架塑料复合给水管、钢涂塑、钢衬塑管，大口径用混凝土排水管等依然是工业工程项目给水排水管道系统中最广泛应用的管材。

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        3.2 充分了解施工地形及周边环境，做好详细的规划
        在进行给排水管道施工前，施工方一定要做好施工地形及周边环境的勘察工作，在全面了解给排水管道施工地基本情况下，根据当地的地形特征，并根据管道工艺需求，制定专业详细的施工方案。在对给排水施工区域进行勘察时，要特别注意施工区的坡度问题，大家都知道“水往低处流”，在施工时一定要注意水的走向，积极利用自然条件合理安排，顺应地势走向，降低施工难度，进而节省施工成本。具体来讲，给排水施工中需要综合考虑的一系列因素包括水流速度、地势坡度、土壤质地、水流量、坡角等。在确定这些基本地形地势信息后，根据工业生产方需求，测量和确定工厂实际施工中地段的具体情况。此外，在进行给排水施工时，还要充分了解工厂附近建筑物或居民区的布局，以及工厂外部的交通条件、工厂内的道路走向，厂区未来规划等一系列信息，征求厂内人员的建议，通过这一系列措施就可以尽可能的规避施工中可能遇到的问题，提前做好预警及处理措施的备用方案。
        3.3 排水设计
        车间排水系统设计依据参照本项目的环评报告及当地工业园区相关规定，考虑生活污水与生产废水分开排放收集，车间内生活污水主要为厕所间污水，考虑于厕所附近室外设置埋地整体式玻璃钢化粪池，化粪池出水再接至厂区内生活污水管网。由于建筑局部半地下区域内设有锅炉房，锅炉房内排水均为70℃以上热水，故排放锅炉房废水管道均采用热镀锌钢管，埋地管刷二道防锈漆，再加强防腐级防腐处理，管道上所用存水弯采用机制铸铁材质，室外再设置排污降温池（GP－4S）与污水池（内设潜污提升泵），排污降温池选型及设置具体参照国标GB04S519。污水池设置考虑以下两点：第一，污水池可以起到排污降温池出水与其它常温废水的有效混合及缓冲的作用，在水温要求上起到了双重保护，有效减少了后期维护检修的概率；第二，由于锅炉房处于半地下，废水管出水标高已过低，如再考虑室外收集重力流排至厂区污水管网，造成其后整个厂区污水埋管过深，施工成本增加，故考虑污水池内设置潜污提升泵局部提升埋深过深的污水管，潜污提升泵采用自动搅拌型，一用一备，硬管连接固定式安装，具体需参照国标GB08S305。
        3.4 给水系统
        工业建筑中用水主要分为生活用水、生产用水、冷却水等几类。生活用水需采用市政水源或是满足饮用水标准的自备水源；生产用水和冷却水水质要求不高，可储存于消防水池内，由各系统增压泵加压供给。由于厂区消防水池体量一般较大，将冷却水回流至消防水池，可有效地降低回水的温度，减少冷却塔的能耗；此外，将生产用水、冷却水储存于消防水池内，还可以增加消防水池储水的日常流动，减缓水质的恶化。但需按规范要求设置防止消防用水被使用的措施，例如在生产用水、冷却水水泵吸水管处设置虹吸破坏孔等。本次自来水给水系统，水压、水质由厂区总供水中心负责满足设计条件，车间厕所间给水支管采用PP－R给水管，热熔连接，嵌墙暗装。车间内立管，吊顶内敷设的干管及埋地敷设的水管均采取304不锈钢内衬复合钢管。接至车间洁净内各用水点，据规范要求，给水支管均采用304不锈钢抛光管，氩弧焊接，外表焊缝应抛光，所有接入车间洁净区的给水短管阀门、水嘴全部采用不锈钢材质。车间废水多为纯化水洗涤水，此水质较干净，如直接排放非常浪费，故考虑回收利用，且回收处理成本较低，具有很好的经济性。
        3.5 给水管道的合理设计
        北方地区相比南方比较寒冷，特别是在冬季气温低，每年都会发生由此带来的冻害问题，在这种环境影响下给水排水管道设计通常为埋地敷设的形式。为了避免冰冻对管道的影响排水管道通常需要埋设在冰冻线以下 0.15m。如果当前施工所在地有过浅埋排水管的经验或根据当前气候条件可以采用浅埋、在将来建设规划中对浅埋采取有效的保障措施，在此条件下可以将排水管道埋设在冰冻线以上，具体埋设深度应该根据实际经验与相关数据进行确定，为了保证给水管道阀门井的安全运行应该采用双层保温井盖，除非与上面类似能够具备相关条件或已有双层保温井盖的应用经验，则可以采用其他类型的井盖。但不管采用哪种形式都需要注意北方气候的影响，避免由于冰冻对给水排水管道造成破坏。
        结束语
        作为一个工业大国，工业发展中需要注意的事项有很多，给排水作为工业发展的重要后勤保障工作，在当前的实际运用中还存在着一些问题，相关部门和人员必须要提高对管道给排水工作的重视，确保工业用水安全、节省水资源，更好地推动工业发展。
        参考文献：
        [1] 孙乃洁.浅谈建筑给排水设计中的常见问题与解决措施 [J].建材与装饰，2020（3）：139–140.
        [2] 周天养.浅谈石化与民用建筑给排水设计的差异[J].石化技术，2017（8）：282.