pvc-o管一、前言人类的生活和生产活动都离不开水，安全的饮用水是广大民众身体健康和生命安全的重要保障,是关乎国计民生的重要公共资源。在我国经济快速发展与民众生活质量日益提高的今天，各地安全饮水工程纷纷开工建设。作为输水工程的重要一环，输水管道不但承担着饮用水的输送任务，是饮用水滞留时间最长的部分，而且管道部分的投资占整个输水工程的绝大比重。因此，加强输水工程管材的选择和研究，对节省工程投资、方便施工、安全运行意义重大。管材选择应考虑工程的规模、重要性、管径、工作压力、地形地质、工期、施工、运行、维护等因素，通过方案经济比选达到降低投资和运行成本，从而达到降低输水成本的目的。方案经济比选采用技术经济分析方法，对不同的设计方案进行比较和选择，不仅比较工程建设期投资、同时应考虑水厂投产后的长期运行费用，通过全面的分析，进行动态的经济计算，做出最经济的选择，即选择工程全寿命期内的费用（建设期投资和运行成本）最低的方案，使技术先进、价格合理的方案成为最后的入选方案。建设期投资少，但运行成本高的方案，不一定全寿命期内的总费用低；同样，建设期投资多，但运行成本低的方案，可能是最经济的方案。对于山区输水管道工程，由于山区地形地质复杂，施工不便，检修维护难，因此应选择强度高、耐腐蚀、寿命长、重量轻、施工维护便利等性能的管材。传统的输水管道（金属管道、水泥管道）由于重量大、不耐腐蚀，在运行一段时间后易造成管道内水质的二次污染，使得饮用水到用户后变为红水、黄水，甚至细菌超标、重金属超标等不合格的水，正逐步被塑料管道替代。PVC-O管材作为塑料管材的佼佼者，具有重量轻、寿命长（年）、耐腐蚀，不需做防腐处理、施工便捷、对水质无二次污染、抗冲击性能强，输水性能好等优点，非常适用于山区等交通不便的复杂地形地区。通过方案经济比选，PVC-O管材应用于山区输水管道，技术先进、价格合理，在工程全寿命期内的费用最低，推荐山区输水管道优先采用PVC-O管材。二、PVC-O管材应用于山区输水管道工程优点1、性能卓越1.1材质卫生，对水质无二次污染pvc-o管PVC-O管材对微生物是绝对的非营养源，在输水过程中不会对水质产生二次污染。而金属管道长期运行容易导致管网内水的浊度、色度、细菌种类和数量、有毒重金属含量等水质指标恶化。PVC-O管材的双轴取向生产工艺对原材料要求极高，添加任何回料、再生料都会导致PVC-O管材成型失败，从源头上保证管材的卫生安全性能。1.2耐腐蚀，铺设施工不需做防腐处理腐蚀是生物、物理和化学过程相互作用的结果，PVC-O管材天然耐腐蚀，不受潮湿水分和土壤酸碱度的影响，不导电，对电解质不敏感，管道铺设不需进行任何防腐处理。而钢管道必须做防腐处理，但焊口的内部防腐很难达到要求（实际安装时甚至不做），接口的腐蚀漏水无法避免，管道腐蚀会引起管壁变薄甚至穿孔，增加维修和维护费用，管道的寿命大大降低。对于地下水较浅或腐蚀地区，钢管还必须作加强级别防腐。1.3水阻小，输水流量大、输水能力强、运行能耗低。PVC-O管材的糙率n值取0.-0.，钢管为0.-0.，用于输水管道PVC-O管水力条件更佳。与同管径钢管道相比，PVC-O管道沿程水头损失更小，下游用户的资用水头压力高；输水能力比钢管高30-40%，可采用较小规格PVC-O管材替代较大口径钢管；同等流量，管道末端同等出口压力情况下，可采用较低扬程的水泵，较低压力等级的管材、附配件及管道构筑物，从而降低工程的初期投资，提高管道长期运行的安全性。1.4内壁光滑、不结垢做为水力光滑管，可以抑制管内污泥的堆积，可以消灭供水干管中的管节瘤和结垢现象。钢管道运行后内衬脱落或腐蚀，造成管道缩颈甚至堵死，从而影响管道的输水流量。1.5抗冲击能力强特殊的分层结构可大大减少管材在运输、搬运过程因磕碰产生的损伤和破坏，减少工程隐患。1.6抗水锤能力好较小的弹性模量有助于减小压力冲击对管道影响幅度，减少了因水压和水量变化而形成的水锤，从而减少乃至消除了打开和关闭水网时爆管的可能性；同时在水网运行时对水网的各个部件形成了保护，提高了输水管线长期运行的安全性。1.7工作寿命长PVC-O管材埋地铺设，不受紫外线照射，运行寿命可达年以上。钢管道理想工作寿命不超过20年，如果在酸碱盐或地下水层浅的地区寿命会进一步降低。PVC-O管道铺设完毕，可一劳永逸，相当于铺设了5条钢管道的寿命，减少了管道寿命到期后的更换费用。1.8压力等级全面，管尽其材PVC-O管材公称压力有1.0MPa、1.25MPa、1.6MPa、2.0MPa、2.5MPa等多种压力等级，可根据管线压力分布采用不同压力等级的管材，减少浪费。对于山区输水管道，不同标段可按照地形及落差选择不同压力等级的管材。1.9节能环保。PVC-O管材无毒，废料可完全回收，原料为化工合成产品，能有效缓解当今日益紧张的资源问题，符合国家环保政策。2、施工便利2.1重量轻，搬运方便、劳动强度低，可明显降低施工费用。PVC-O管材密度不足钢管的1/5，在实际工程中，中大口径PVC管材基本不需要机械设备，依靠人力或简单的运输设备即可完成管材的二次运输、安装；而钢管由于重量大，必须采用机械设备以及大拉力运输设备完成管材的二次运输、施工。山区运输、交通不便，PVC-O管材重量轻的优点尤其明显。dnPVC-O管材每根管重量约公斤,而DN钢管每米重量就达到公斤，须采用吊车、大型车辆完成管材的二次运输、施工。2.2接口简单，密封性好，不需要特殊工具,快速可靠，对施工环境要求较低。PVC-O管材采用橡胶密封圈连接，可带水作业，可在零下40度低温下施工，安装速度快，每个接口只需10几分钟，不需要复杂的施工工具，只要安装正确，可保证接口滴水不漏，试压合格后管道可正常通水使用，如出现事故，可带水维修，减少管道停水造成的负面影响；而钢管一般采用焊接，由于重量大，需要吊车等机械设备辅助，施工速度慢、效率低。焊口质量受焊接人员水平因素影响大不能保证所有焊口质量的一致性；钢管焊接还需要提供动力电源，保持工作面的干燥，对施工环境要求高。根据实际情况，PVC管材施工费用、维护费用与钢管相比明显降低，约为其30%。。2.3PVC-O管材维修方便。PVC-O管材及配套管件规格、类别齐全，维修方便，维修方法简单，实现了管材的带水维修、维护，而且管道的维修、维护不需复杂的机械设备及工具。3、成本领先3.1水头损失小，运行费用低，材料费用全寿命期成本低3.1.1技术经济计算水力计算根据设计说明，输水管道日输水流量8万吨，采用双管线，单管流量按5万吨/日（0.m3/s）计算，钢管取DN，PVC-O管材取dn*15.7mm。技术可行性计算式中di:管材内径（m）u：管内水的平均流速（m/s）Q：管材输水量（m3/s）DN钢管流速=1.15m/sΦ×15.7mmPVC-O管材流速结果表明,二种管材流速均在经济流速范围之内,均能满足输水要求。B、水力计算：钢管水力计算管内流速＜1.2m/s时，单位水头损失可由下式计算。式中:：每米管道的水头损失(米)：管材内径（m）：管内水的流速（m/s）代入得单位长度水头损失：m/mPVC-O管材水力计算塑料管沿程损失可计算如下：水力摩阻系数λ由下式计算先确定管内流体的雷诺数Re式中Re：管内流体的雷诺数di:管材内径（m）u：管内水的流速（m/s）υ：水在20℃下的粘度=1×10-6（m2/s）故Φ×15.7mm管材λ沿程水头损失由下式计算：米水柱计算结果表明，PVC-O管材由于内壁光滑，单位长度水头损失不到钢管的1/2（47.8%），管道末端资用水头更高，能更好的满足管道的输水任务，节约运行成本。C、管道常年运行费用管网常年运行费用包括泵站电能消耗和人员管理费用。PVC-O管材比钢管的水头损失低，可节约管道的电能消耗，运行具有更好的安全性，可有效降低管道的管理成本。C.1常年运行费用（能耗）差额式中E：年运行耗电量（KWh）Q：日供水量（m3/d）H：水泵工作全扬程差（m）H=（Δh球-Δh塑）Kd：供水日变化系数取1.2。η：机泵效率取70%。L:管线长度，取00米。与钢管相比PVC-O管年节电量：由此，使用PVC-O管材替代钢管，日常运行费用仅用电量一项每年即可大幅降低。C.2常年运行费用差额折现在目前服务寿命无权威资料明确说明的情况下，取管道全寿命期为n=30年，折现率取i=7%，残值为零，管道按当年投资当年运行计算。则：△E’=△E×[1+1/(1+i)+1/(1+i)2+1/(1+i)3+…1/(1+i)29]△E’=.2×[1+1/(1+7%)+1/(1+7%)2+1/(1+7%)3+…1/(1+7%)29]=.2×12.=.8万KW/h在保证管道正常输水状况下,由于PVC-O道沿程水头损失小，在30年工程全寿命期间钢管比PVC-O管多支出的运行费用折现值为.8万KW/h。在管道全寿命期工程总造价中，将年运行费用折现为工程建设时的值，能大大降低成本。PVC-O管材的寿命至少为年，铺设一条PVC-O管道至少相当于5条钢管道，(地下水较浅地区或酸碱盐地区，钢管寿命还会降低),如考虑到未来管道寿命到期的更换产生的材料费用、工程费用，则采用PVC-O管材用于输水管道无疑是最佳选择。材料价格比较（元/米）3.2管道安装费用低管道安装费比较（元/米）3.3维护成本低维护费比较（元/米）3.4综合工程单价20年寿命期综合工程单价（元//米）年寿命期综合工程单价（元/米）4综合评述与结论PVC-O管材用于输水管道工程，技术上完全可行，与钢管相比，PVC-O管材有更好的输水能力及更低的运行费用；而重量轻、施工便捷的特点可大大提高工程进度，降低施工费用。建议山区输水管道工程优先采用dnmmPVC-O管材。编制结论：管道技术、经济比较时应重视“动态分析法”的应用，应立足未来，对常年运行费用等动态经营性成本作出准确的量化分析，把他作为方案评价的重要内容。管材选择时，应优先选择水头损失小的PVC-O管材，在相同管径的条件下它可有效降低常年运行费用，节约能源，大幅提高输水能力，切实保证管道投资的经济性与功能性的统一。在出厂水压相同条件下，PVC-O管道可以保证更远距离用户的水压要求，减少二级泵站的设置，有效避免管网中的资用水头（可利用的水压）的浪费，节约能源。pvc-o管
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