某度假村給水系統(tǒng)的設(shè)計探討

王鵬舉 馮素娜

（1、鄭州市建筑設(shè)計院，河南 鄭州 450006 2、河南省城鄉(xiāng)建筑設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450000）

1 工程概況

該度假村位于鄭州市市郊，地形起伏較大，分采居住和療養(yǎng)區(qū)兩部分。水源為地下水，在水源地打管井兩口，由潛水電泵送至高位水池，再由高位水池送至采居住和療養(yǎng)區(qū)的各用水點。本次設(shè)計為給水設(shè)計，包括高位水池到采居住和療養(yǎng)區(qū)的輸水管線、采居住和療養(yǎng)區(qū)的配水管線。

本工程的特點是地形高差較大，高位水池到采居住距離90m，地形高差8m，采居住到療養(yǎng)區(qū)距離1200m，地形高差8m，整個給水干管長2000m，地形高差16m。給水設(shè)計主要涉及了三個問題：輸水管線管徑的確定；減壓閥的選擇；減壓閥組的設(shè)置。

2 輸水管線管徑的確定

采居住和療養(yǎng)區(qū)各用水點分布在一個狹窄的山溝里(長約2000m)，總高差16m，環(huán)狀給水管網(wǎng)實現(xiàn)較困難，確定為枝狀給水管網(wǎng)。生活給水管道與消防給水如果分開設(shè)置，可以根據(jù)各自所需的壓力進行減壓，但是浪費管材，工程造價高，所以生產(chǎn)、生活給水管道與消防合用。輸水管線管徑的確定既要滿足生產(chǎn)、生活用水的水量、水壓，又要滿足消防時用水的水壓、水量。設(shè)室外消火栓，室外消防系統(tǒng)為常高壓給水系統(tǒng)，經(jīng)計算：采居住最不利點消火栓處需要保持的壓力為0.37MPa，療養(yǎng)區(qū)最不利點消火栓處需要保持的壓力為0.39MPa。故采居住和療養(yǎng)區(qū)的給水壓力不小于0.4MPa。由于地形起伏較大，管材宜選用焊接鋼管。采居住的生產(chǎn)、生活最大時用水量為24.60m3/h，消防用水量為20L/s(72.00m3/h)；療養(yǎng)區(qū)的生產(chǎn)、生活最大時用水量為22.20m3/h，消防用水量為15L/s(54.00m3/h)。輸水管線從高位水池到采居住，再從采居住到療養(yǎng)區(qū)，為長管重力流中的串聯(lián)管路給水，兩個管段的直徑、流量不變，流量和水頭損失關(guān)系仍按單管路計算。長管水力計算公式為：

H=AlQ2（1）

式中H－作用水頭，米水柱；A-比阻，單位流量通過單位長度管道所需的水頭(S2/L2)；l-管長(m)；Q-通過管段的流量(L/S)。

比阻A，工程上一般采用滿寧公式:

A=10.3n2/d5.33（2）

式中n-粗糙系數(shù)，鋼管為0.012；d-管道直徑(m)。

經(jīng)計算：輸水管線從高位水池到采居住的管徑為DN150；從采居住到療養(yǎng)區(qū)的管徑為DN125。經(jīng)校核能夠滿足生產(chǎn)、生活及消防用水時水量、水壓的要求。

3 減壓閥的選擇

輸水管線管徑確定以后，由于采居住和療養(yǎng)區(qū)的水壓均大于0.60MPa，就要考慮選擇適合本工程的減壓閥。常用減壓閥按調(diào)節(jié)方式可為比例式減壓閥和可調(diào)式減壓閥 (分彈簧式減壓閥、膜片式減壓閥、先導(dǎo)式減壓閥、氣囊式減壓閥等多種)，現(xiàn)對這兩種閥門做一下比較詳見表。

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由于生產(chǎn)、生活用水量小，消防用水量大，壓要求又較高，平時管道壓力損失較小，夜間靜壓高，用水設(shè)備、衛(wèi)生器具和給水配件容易損壞，影響使用壽命，所以要求選用能夠減靜壓的減壓閥。本工程選用一種新型先導(dǎo)式減壓穩(wěn)壓閥DY220X，能夠滿足本工程的要求，它的工作原理：當下游用水點用水時閥后壓力稍有降低，主閥上的導(dǎo)閥瞬時將閥后下降的壓力信號通過導(dǎo)閥內(nèi)部壓力的作用反饋給主閥的上腔，使上腔壓力減小，此時主閥板的開度增大，閥后壓力相應(yīng)增大，當閥后壓力回升到導(dǎo)閥調(diào)定的壓力時，主閥板的開度保持穩(wěn)定不變，此時閥后壓力保持相對穩(wěn)定。可以看出，該減壓閥具有根據(jù)閥后壓力的變化來自動調(diào)整主閥的開度，保持閥后壓力穩(wěn)定的功能，而且閥后壓力還可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，閥門前后帶有壓力表，只需調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥上的調(diào)節(jié)螺栓，就能獲得精確、穩(wěn)定的出口壓力。

4 減壓閥組的設(shè)置

平時管道壓力損失較小，以減靜壓為主，同時為了防止閥內(nèi)產(chǎn)生汽蝕損壞減壓閥和減少振動及噪聲，在3處設(shè)置了減壓閥，一處在采居住前，一處有療養(yǎng)區(qū)前，另一處在采居住和療養(yǎng)區(qū)高差的1/2處。每處的減壓閥的閥后壓力都設(shè)為0.40MPa，閥前最大壓力為靜壓時0.8MPa，最大壓差為0.40MPa。為了提高給水的保證率，減少因停水引起的經(jīng)濟損失，減壓閥采用并聯(lián)設(shè)置，一用一備；為了避免管道內(nèi)的雜質(zhì)進入減壓閥引起減靜壓失靈，在減壓閥前增加了過濾器；為了檢修和拆換方便還增加了檢修閥門和可曲撓橡膠柔性接頭。減壓閥組的設(shè)置詳見圖。本工程選用減壓閥的最小啟動壓差為0.02MPa，經(jīng)過校核計算消防時能夠保證處于開啟狀態(tài)。

圖1 減壓閥組設(shè)置

5 結(jié)語

給水系統(tǒng)的可靠性和安全性對一個廠礦企業(yè)來說是非常重要的，因為工業(yè)給水有它的特殊性，在滿足規(guī)范要求和使用的前提下應(yīng)盡量為企業(yè)節(jié)約資金。本工程已全部竣工，并且通過了單項工程驗收，目前給水系統(tǒng)運行正常。在這種大高差長管重力流輸水管中給水系統(tǒng)的確定、減壓閥的選擇是關(guān)鍵，要同時保證生產(chǎn)、生活用水和消防用水的水量、水壓，否則將直接影響給水的正常使用。

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