基于管道配水技術(shù)及水泵機(jī)械維修的直飲工程應(yīng)用研究

摘要：面向直飲工程的管道配水技術(shù)中，對高處供水管道供水壓力的設(shè)計(jì)考慮存在一定的不足，并且在該方面的設(shè)計(jì)還很少。研究根據(jù)高處優(yōu)先供水的原則，設(shè)計(jì)了一種馬鞍形管道配水技術(shù)，通過以同徑三通為核心，最大化實(shí)現(xiàn)高處供水的效率提高。此外，研究對面向直飲供水泵站的水泵機(jī)械維修密封技術(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，研究提出的水泵機(jī)械密封技術(shù)表現(xiàn)出了更加明顯的磨損損失，不銹鋼與橡膠磨損損失分別為1.22和0.24；機(jī)械密封磨損壽命在可信度為0.98左右，磨損壽命達(dá)到了4.9a，安裝馬鞍形配水管道的供水效率更高，并且供水穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)98.3%的高層建筑供水效率輸出。該研究為直飲工程高處供水、水泵維修提供了技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：直飲工程管道配水水泵機(jī)械維修

中圖分類號：TV674文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

ResearchontheApplicationofDirectDrinkingEngineeringBasedonPipelineWaterDistributionTechnologyandPumpMachineryMaintenance

CHENRuiqi

JinanPurunWaterCo.，Ltd.，JinanCityInvestmentGroupCo.，Ltd.，Jinan，ShandongProvince，250000China

Abstract：Inthepipelinewaterdistributiontechnologyfordirectdrinkingprojects，therearecertainshortcomingsinthedesignconsiderationofthewatersupplypressureofhigh-placewatersupplypipelines，andthereisstilllittledesigninthisaspect.Thisstudydesignsasaddle-shapedpipelinewaterdistributiontechnologybasedontheprincipleofgivingprioritytohigh-placewatersupply，whichtakestheteeofthesamediameterasthecoretomaximizetheefficiencyofhigh-placewatersupply.Inaddition，thispaperstudiesthemechanicalmaintenanceandsealingtechnologyofwaterpumpsfordirect-drinkingwaterpumpingstations，anddesignsexperimentstoverifyit.Theresultsshowthattheproposedmechanicalsealtechnologyforwaterpumpsexhibitsmoresignificantwearlosses，withstainlesssteelandrubberwearlossesof1.22and0.24，respectively，thewearlifeofthemechanicalsealreaches4.9awhenthereliabilitylevelisaround0.98，andthatinstallingthesaddle-shapedwaterdistributionpipelinehasamoreefficientandstablewatersupply.Experimentshaveverifiedthatthistechnologycanachieveupto98.3%ofthewatersupplyefficiencyoutputofhigh-risebuildings.Thisstudyprovidestechnicalreferenceforhigh-placewatersupplyandpumpmaintenanceindirectdrinkingengineering.

KeyWord：Directdrinkingengineering;Pipelinewaterdistribution;Waterpump;Machinerymaintenance

傳統(tǒng)市政給水系統(tǒng)對于高層建筑存在水壓不穩(wěn)、供水不足等問題。管道配水是常用的供水技術(shù)，管道優(yōu)質(zhì)直接飲用水簡稱為“直飲水”[1]。目前，高層樓高處供水還存在不足，如傳統(tǒng)的管道配水技術(shù)采用異徑三通管，供水壓力與分支分流存在限制，水壓過高會使其報(bào)廢。目前研究設(shè)計(jì)的管道配水技術(shù)復(fù)雜度較高，對實(shí)際水流方向把握要求高。因此為提高現(xiàn)有管道分流以及高處升壓供水效率，研究創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)一種馬鞍形配水管道，在管道系統(tǒng)的分支處或者分合流處以改變流體的流動方向，實(shí)現(xiàn)流體的分流或集流的目的，并調(diào)節(jié)流體的流量和壓力；此外研究還分析研究了水泵機(jī)械密封技術(shù)，為直飲供水泵站水泵維修提供參考。

1基于管道配水及水泵維修的直飲工程應(yīng)用

傳統(tǒng)的管道配水技術(shù)采用異徑三通管，三通管道是工業(yè)生產(chǎn)中使用頻率較高的管道之一，主要用于改變管道的流向或分流[2]。異徑三通管道配水容易在管道分支處造成滯留現(xiàn)象，導(dǎo)致管道堵塞[3]。研究提出一種馬鞍形管道配水技術(shù)，馬鞍三通在管道系統(tǒng)中主要用于連接三條同等直徑的管道使其形成三通管道。馬鞍三通被用于管道系統(tǒng)的分支處或者分合流處以改變流體的流動方向，實(shí)現(xiàn)流體分流或集流的目的，還可以調(diào)節(jié)流體的流量和壓力，其平面與立面結(jié)構(gòu)如圖1所示。馬鞍三通管的密封橡膠位于管內(nèi)側(cè)，而傳統(tǒng)通用的三通管的密封橡膠位于管外側(cè)。密封橡膠位于內(nèi)側(cè)的馬鞍三通管可以更好地保護(hù)管道不被污染，而密封橡膠位于外側(cè)的傳統(tǒng)三通管則更易于清洗和維護(hù)。但馬鞍三通管還具有更好的耐腐蝕性和耐磨性，而傳統(tǒng)三通管更容易被腐蝕和磨損。

水泵是工業(yè)生產(chǎn)和生活用水中不可或缺的設(shè)備，在運(yùn)行過程中，密封部分的磨損和損壞往往是最常見的故障之一[4]。但是，直飲工程中水泵發(fā)生故障而無法進(jìn)行及時(shí)有效的精確維修，從而導(dǎo)致供水效率低下和水資源浪費(fèi)[5]。研究利用抗磨損性材料進(jìn)行水泵機(jī)械密封，便于檢測診斷水泵機(jī)組故障。通過利用水泵對水流進(jìn)行做功，水壓隨著管線距離的延長而逐漸降低[6]。機(jī)械密封是指利用密封件和輔助密封裝置，其原理是通過機(jī)械力產(chǎn)生的摩擦來實(shí)現(xiàn)密封的目的。由于不銹鋼動環(huán)受到的磨損相對明顯，便于比較，因此將不銹鋼動環(huán)的磨損使用壽命作為水泵機(jī)械密封的密封壽命，計(jì)算如式（1）。

式（1）中：表示機(jī)械密封壽命；、表示動環(huán)材料的所能承受的抗斷強(qiáng)度；表示端面壓強(qiáng)；表示含沙量；表示影響系數(shù)；表示表面粗糙度；表示磨損速率受影響程度。

2管道配水技術(shù)及水泵密封方法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)對某供水泵站水泵機(jī)組進(jìn)行維修后，實(shí)施水泵機(jī)械密封技術(shù)，抽取兩組水泵機(jī)械進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，并記錄安裝馬鞍形管道配水前后的直飲工程供水效率情況。為了研究提出的水泵機(jī)械密封技術(shù)進(jìn)行效果分析，實(shí)驗(yàn)將其與傳統(tǒng)機(jī)械密封技術(shù)同時(shí)運(yùn)用在機(jī)組A、B上，分析機(jī)組磨損情況，密封技術(shù)的磨損情況結(jié)果如表1所示。可以看出，研究提出的水泵機(jī)械密封技術(shù)表現(xiàn)出更明顯的磨損損失，不銹鋼與橡膠磨損損失分別為1.22和0.24，相較于傳統(tǒng)機(jī)械密封技術(shù)更容易診斷水泵機(jī)組的維修情況。

為了對研究提出的馬鞍形管道配水技術(shù)及水泵密封維修技術(shù)的效果進(jìn)一步分析，實(shí)驗(yàn)基于可信度程序，對水泵機(jī)組不銹鋼動環(huán)磨損壽命進(jìn)行計(jì)算，水泵機(jī)械密封維修不銹鋼動環(huán)運(yùn)行壽命結(jié)果如圖2（a）；將該供水泵站供應(yīng)的某高樓供水效率情況進(jìn)行記錄，安裝馬鞍形管道前后供水效率情況結(jié)果如圖2（b）。其中，A0、B0為安裝前的水泵機(jī)組供水效率情況，A為安裝傳統(tǒng)同徑三通管道后的供水效率情況，B為安裝馬鞍形配水管道后的供水效率情況。圖2（a）中，機(jī)械密封磨損壽命在可信度為0.98左右磨損壽命達(dá)到了4.9a，在可信度為0.96時(shí)水泵機(jī)組維修前運(yùn)行壽命為2.8a，維修后的運(yùn)行壽命增加。圖2（b）中，安裝前，兩組水泵的供水效率整體接近，可以看出安裝馬鞍形配水管道的供水效率更高，并且供水穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了98.3%的最高供水效率；雖然安裝傳統(tǒng)同徑三通管道的供水效率有一定程度的提高，但是遠(yuǎn)不如馬鞍形配水管道。

3結(jié)語

直飲工程不僅可以滿足當(dāng)?shù)貙λ男枨?，還可以保護(hù)飲水安全。為解決傳統(tǒng)管道配水技術(shù)無法提高高處供水的高效率問題，研究設(shè)計(jì)一種馬鞍形管道配水技術(shù)，并且對水泵機(jī)械維修技術(shù)進(jìn)行了探討和研究。結(jié)果表明，研究提出馬鞍形配水管道供水效率更高，并且供水穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)98.3%供水效率；機(jī)械密封磨損壽命在可信度為0.98左右磨損壽命達(dá)到4.9a，在可信度為0.96時(shí)水泵機(jī)組維修前運(yùn)行壽命為2.8a。可見研究提出的技術(shù)能夠?yàn)橹憋嫻こ坦┧侍岣咛峁﹨⒖?。但是研究也存在不足，如缺失管道制作的材料參?shù)、水泵機(jī)組的維修指標(biāo)構(gòu)建等，需在未來研究中在水泵維修方案和管道配水技術(shù)配置方面進(jìn)一步深入優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

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