中央排水管

中央排水管（精选五篇）

中央排水管 篇1

本文根据中央分隔带在道路线形中所处的位置分为直线段中央分隔带和超高段中央分隔带。中央分隔带排水,视其宽度和表面横向坡度倾向而有所不同,对于直线段中央分隔带排水主要包括中央分隔带和左侧边缘带,或者仅为中央分隔带;而在设超高路段,它还包括上侧半幅路面的表面水。为了方便分析说明,对两种中央分隔带不采用宽度分类的方法分析,而根据中央分隔带表面处理方式(中央分隔带采用铺面封闭和中央分隔带未采用铺面封闭)分别进行直线段和超高段中央分隔带排水设计论述。

1 中央分隔带排水设计分析

1.1 直线段中央分隔带排水

1)表面凸起且采用铺面封闭的中央分隔带排水。在不设超高的直线路段上,中央分隔带铺面采用与两侧路面相同坡度的双向横坡,坡度与路面横坡保持一致,降落在分隔带上的表面水通过路拱横坡排向两侧行车道,进入路面表面排水设施,通过横向漫流形式向路基坡面分散排放或者通过在路基外侧边缘设置拦水带汇集后排出路基。优点:设计与施工比较简单,造价低,排水设施维护方便。缺点:a.中央分隔带绿化存在困难,景观上比铺草皮的方案相对差些;b.如果中央分隔带宽度较大,降落在中央分隔带内的雨水流向行车道,对行车产生不利。2)表面微凹且采用铺面封闭的中央分隔带排水。当中央分隔带表面为凹形采用铺面封闭时,可采用在中央分隔带内设置浅碟形或其他排水设施将降落在中央分隔带内的水流汇集到排水沟内,在一定位置处再排出路基,此种排水方式适用于中央分隔带宽度较大的采用铺面封闭的地段。优点:a.设计与施工比较简单,造价低,排水设施维护方便;b.能够有效汇集降落在中央分隔带内的水分。缺点:中央分隔带绿化存在困难,景观上比铺草皮的方案相对差些。3)表面微凹无铺面封闭的中央分隔带排水。当中央分隔带无铺面封闭且采用分隔带内表面排水方案时,可采用分隔带内表面排水方案,分隔带表面可做成向内微凹的横断面形式,降落在分隔带上的表面水横向流向分隔带的低凹处汇集在分隔带的中央部位并利用道路纵坡排流到与横向排水管相连的泄水口或横穿路基的桥涵水道中。按照汇流量和流速的大小,分隔带过水断面可以采用不同的横断面形状和尺寸,分隔带的横向坡度不得陡于1∶6,分隔带的纵向排水坡度,在过水断面无铺面时纵向排水坡度应大于0.25%,有铺面时不得缓于0.12%。当分隔带内的水流量过大或流速超过允许范围处,需对地面土进行防冲刷处理,防冲刷层可采用石灰或水泥稳定土,或者采用浆砌片石铺砌,层厚10 cm～15 cm。中央分隔带的泄水口通常采用格栅式,格栅盖一般为铸铁式或钢筋混凝土,格栅可以同周围地面齐平,也可适当降低,并在其周围一定宽度范围内做成低凹区,以增加泄水能力。泄水口下设置集水井与桥涵水道相连或设置横向出水管将水排出。优点:a.方便分隔带绿化及养护,也使分隔带更为美观,如果排水设施能正常发挥作用,能较好地避免水分渗入路面结构层内;b.便于汇集雨水并有利于保存植树种草所需的水分。缺点:a.施工复杂,工程造价较高;b.底部设置渗沟,施工复杂,工程造价高,特别是需要开挖路基埋设横向排水管,难以保证路基回填土的压实度,且渗沟长期使用容易堵塞,难以保证渗沟排水顺畅。4)表面凸起无铺面封闭的中央分隔带排水。表面无铺面封闭且未采用表面排水措施的中央分隔带,降落在分隔带上的表面水,一部分形成表面径流流向两侧行车道,由路面表面排水设施排走;另一部分表面水则向下渗入中央分隔带土体内,为防止这部分水渗入路面基层、底基层和土基,可通过在分隔带内设置地下排水设施(渗沟和管)汇集入渗水,并通过隔一定间距设置的横向排水管将渗沟内的水引排出路基,常用的凸形中央分隔带地下排水设施有填石渗沟和管式渗沟两种。优点:如果排水设施能正常发挥作用,能较好地避免水分渗入路面结构层内。缺点:a.降落在中央分隔带内的水分,一部分沿表面流向两侧行车道,影响行车安全,且初期中央分隔带雨水对路面会造成污染;b.底部设置渗沟,施工复杂,工程造价高,特别是需要开挖路基埋设横向排水管,难以保证路基回填土的压实度,且渗沟长期使用容易堵塞,难以保证渗沟排水顺畅。

1.2 超高段中央分隔带排水

在超高路段,超高横坡为反向坡,为有效拦截排除上侧半幅表面水流向下侧半幅,无论采用哪种形式的中央分隔带,都必须在分隔带内或上侧边缘处设置汇集和排泄上侧半幅路面表面的排水设施,以拦截上侧半幅路面流向下侧半幅路面的水流,确保下侧半幅路面的表面水自分隔带起流向下侧路面排水系统排除,上侧半幅路面的表面水均流向分隔带边缘的排水设施进行集中排除。对于上侧半幅路面所汇集的表面水可通过在中央分隔带超高外侧设置雨水井,然后通过暗管,横向排出路基,再衔接于急流槽,从路基排向排水沟。

1)表面采用铺面封闭的中央分隔带排水。对于超高段表面采用铺面封闭的中央分隔带,可在分隔带上侧边缘处设置缘石或泄水口,或者在分隔带内设置缝隙式圆形排水管或碟形混凝土浅沟和泄水孔,以拦截排泄上侧半幅路面的表面水,缘石过水断面的泄水口可采用开口式、格栅式或组合式。

2)表面无铺面封闭的中央分隔带排水。在表面无铺面封闭的中央分隔带,其表面排水设施与直线段表面无铺面封闭中央分隔带内排水布置基本相同,降落在中央分隔带内的表面水一部分汇集在分隔带中央的低洼处,通过纵向排水沟排流到泄水口或横穿路基的桥涵水道中,一部分被植被吸收,多余水分则通过在中央分隔带内设置的纵向排水渗沟以及与渗沟相连的横向排水管将渗水排出路基,渗沟设置与直线段无铺面封闭的中央分隔带排水渗沟设置相同对于上侧半幅流向中央分隔带的水流可通过在中央分隔带上侧边缘处设置缘石和泄水口,或通过在中央分隔带上侧设置纵向排水沟进行排除。

2 结语

我国对于中央分隔带的排水方案比较多,根据中央分隔带在道路线性中所处位置的不同,可分为直线段中央分隔带排水及超高段中央分隔带排水;根据表面处理方式的不同,可分为表面采用铺面封闭的中央分隔带排水及表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水两种,本文对我国目前采用的各种排水设计方案进行对比分析对各种排水方案存在的优缺点进行比较

摘要：分别介绍了直线段中央分隔带和超高段中央分隔带,对各种排水设计方案进行对比分析,阐述了各种排水方案存在的优缺点,以期对于今后我国高速公路排水设计起到指导作用。

关键词：高速公路,排水设计,分隔带排水

参考文献

[1]邸达,李晨曦,陈冰.京承高速公路排水体系优化设计[J].中国给水排水,2009,25(12):67-68.

[2]邱宏阁,谭剑松,张波.重庆黔彭高速公路排水设计要点[J].中外公路,2008,28(6):153-156.

中央排水管 篇2

l、目的

管辖区域内对因空调故障而造成的水浸以及冷暖问题进行应急处理，保障设备安全运行及业户正常经营。

2、适用范围

商场内所有空调设备及其相关管道

3、内容

中央空调运行管理严格执行《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》。值班人员在日常运行中要严格执行中央空调的各项操作规程。为了保证中央空调安全运行，正确处置中央空调运行中各种突发事件，根据相关中央空调主机厂家的操作规程，制定本应急预案：

（1）空调机组

（1）巡查发现运行中的空调机组故障，应马上停止该机，并开启 备用空调机组；启用备用空调机组时，注意开启或关闭相应系统切换阀门。

（2）发现故障的巡查或维修操作人员将情况报告相关维修主管人员，能及时处理的及时处理，处理不了的第一时间报告领导并联系设备保养人员维修。

（3）设备保养人员接到电话通知后，应迅速组织技术人员赶到现场维修，并在事后组织现场分析会作出维修报告，由维修操作人员和相关主管人员确认存档，并报公司备案。

（2）循环水泵（冷冻水泵、冷却水泵）

（1）巡查发现运行中的水泵异常，应先停该泵对应的主机，后停异常水泵，开启备用水泵，并启动主机继续供冷。

（2）发现故障的维修操作人员检查维修，可当场解决的问题即时修复并做好记录。

（3）水泵故障较严重，应报告工程主管人员，由其安排组织维修，并在事后作维修报告。（3）冷却水塔

1、冷却水塔风机故障

（1）巡查发现运行中的冷却水塔风机故障，应立即停止该机，转开备用冷却塔和风机。

（2）发现故障的维修操作巡查人员，可当场解决的问题应即时修复并做好记录。

（3）需要停机抢修属较严重的故障应报告工程主管人员，由其组织抢修。并在事后作维修报告。

2、冷却水塔底盘漏水

（1）维修操作巡查人员发现水塔底盘漏水，应即刻开启备用水塔，将漏水水塔平衡管阀关闭。

（2）立刻将情况报告工程主管人员，由其组织抢修冷却水塔，并在事后作维修报告。

3、冷却水塔溢、漏水（1）巡查发现水塔溢漏应马上检查相应的浮球开关，可当场解决的即时修复。

（2）浮球开关损坏则即刻停止该塔，关闭对应的进水阀，并开启备用水塔。

（3）将情况报告相关工程主管人员，由其组织人员维修，并在事后作出维修报告

（4）管网系统（冷却水、冷冻水）

4.1、主管道跑、漏水

4.1.1 发现或接报主管道跑水、漏水应迅速关闭空调机组和冷冻水、冷却水水泵并迅速关闭跑水位置的前端阀门。

4.1.2 现场用沙包拦住电梯口、走廊口，以防水浸入电梯井和业主商铺，并将水引入地漏。

4.1.3用薄铁皮将裂口围住并用绳索或铁丝捆紧以防水到处乱喷。

4.1.4将空调机房内管道集水器和分水器的底部排水阀打开排水，留 意污水泵抽水情况，一旦发现集水坑水位过高，则需关闭排水口并及时组织人员进行抢修。

4.2、冷冻水平管网跑、漏水

4.2.1发现或接报空调水平管网漏水，应迅速将事故楼层空调管道井旁的空调水平管阀门关闭。

4.2.2现场用沙包拦住楼梯间门口和电梯口以防水漫入电梯房内的空调水平管阀门关闭。

4.2.3用薄铁皮围住裂口并用铁丝或绳索捆紧以防水到处乱射并及时组织人员进行现场抢修。

4.3、空调机房内的伸缩节破裂

4.3.1发现或接报机房内伸缩节破裂，应按“急停”停止空调机组运行，并按“急停”停止循环水泵。(注意排放运行机组内排水阀放水以防冻管等事故发生)4.3.2.将破裂伸缩节上的闸阀关闭，漏水停止后开启备用泵和冷水机组。如闸阀关闭不严，则立即将破裂的伸缩节拆除，将特 制铁板用螺栓封闭闸阀出口，停止漏水后再开启空调机组和备用循环泵并及时组织人员进行现场抢修。

4.4、空调机房内的管道跑、漏水

4.4.1发现或接报空调机房内管道漏水，应停止循环水泵并将电房内的空调机组系统供电总开关拉断，以防电气短路。

4.4.2制作铁皮将裂口包住并用绳索或铁丝捆紧，以防水到处乱喷。

4.4.3用沙包拦住附近楼梯间门口以防水浸。

4.4.4开启机房内对应管道底的排水口排水。

4.4.5注意集水井的水位，如水位过高则增加一台潜水泵辅助抽水至另一集水井并及时组织人员进行现场抢修。

工程部

2012年8月 给排水系统故障应急预案

1.目的

本区域内对因给排水故障而造成的水浸进行应急处理，保证

设备安全运行。

2、适用范围

供水管发生爆裂、排水发生阻塞、以及相关设施损坏造成的大面积浸水现象。

3、权责

物业部承担给排水故障应急处置的主要权责。

4、内容

接报问清事发地点，立即通知工程部带人、带好抢修工具、排水设备前往现场处理。维修人员首先应查明原因，切断水源，对可能危及电梯及其他强弱电气设备的隐患，采取必要 的防范措施。

工程部主管或领班应到现场，对事故原因予以确认，该取证的应及时拍照取证。

4.1 主供水管(水平方向)爆裂的处置。4.1.l 立即关闭相关联的主供水管上的闸阀。

4.1.2 如果关闭了主供水管上相关联的闸阀后仍不能控制住大量泄水，则应关停相应的水泵房。

4.1.3 物业部联络供水公司进行抢修，并告知相关的业户关于停水的情况。

4.1.4 供水公司修好所爆部位水管后应由工程部维修人员开水试压(用正常供水压力试压)，看有无漏水或松动现象，直至恢复正常供水。

4.2 楼层供水管(垂直方向)爆裂的处置。4.2.1 立即关闭水阀及水泵、水箱的出口阀门。4.2.2 查明故障原因。4.2.3 立即组织抢修。

4.2.4 修复后应开水试压，正常后立即恢复运行． 4.3 配电房发生水浸的处置。

4.3.1 视进水情况，拉下总电源开关，并挂上警示标识。4.3.2 堵住漏水源。

4.3.3 如果漏水较大，应立即通知领导，同时尽力阻滞进水。4.3.4 漏水源堵住后应立即排水。

4.3.5 排干水后，应立即对湿水设备设施进行除湿处理(如用干的干净抹布擦拭、热风吹干、自然通风，更换相关管线等)。

4.3.6 确认湿水已消除(如各绝缘电阻达到规定要求），开机试运行，如无异常情况出现，则可以投入正常运行。

4.4 水泵房发生水侵时的处置。4.4.1 视进水情况关掉机房内运行的没备设施并拉下电源开关，并挂上警示标识。4.4.2 堵住漏水源。

4.4.3 如果漏水较大，应立即通知领导，同时尽力阻滞进水。4.4.4 4.4.5 4.4.6 4.4.7 4.5 4.5.1 漏水源堵住后，应立即排水。

排干水后，应立即对湿水设备设施进行除湿处理，（如用干的干净抹布擦拭、热风吹干、自然通风、更换相关管线等）。

确认湿水已消除、各绝缘电阻符合要求后，开机试运行。

如无异常情况出现，则可以投入正常运行。

底坑进水，应将电梯停于两层以上，中止运行并切断电源，并在底层电梯进口安放警示标识。电梯进水时的处置。4.5.2 当楼层水淹而使井边或底坑进水，应将电梯停于进水楼层以上并及时关闭电梯及电梯电源。

4.5.3 电梯湿水后，由电梯公司做湿水处理并提交相应报告。4.5.4 确认湿水已消除，电梯公司开机试运行。4.5.5 如无异常情况出现，则可以投入正常运行。4.6 排水管堵塞的处理

4.6.1 接报后问清事发地点，立即通知工程部及相关部门带好排水设备、工具前往现场处理。

4.6.2 一旦确认堵塞部位，立即进行疏通。

4.6.3 如因技术、设备原因或对堵塞部位难以判定，可请求专业公司处置。客服部应配合工程部向业主进行解释.4.6.4 如有必要，保安应在疏通现场维持秩序。

4.6.5 主管应对事发原因和处理经过做好详细地记录、事故的善后处理，对造成损失进行性质认定，并根据其性 质进行不同的善后处置。

4.7 集水井漫水后的应急措施

4.7.1 用临时应急泵向附近集水井排水。4.7.2 清除周围漫溢的积水。4.7.3 检查水泵及电器系统。

4.7.4 用备用水泵换掉损坏的水泵(或紧急抢修)。流程图：集水井漫水→用应急泵排水→清除周围积水

→检查水泵及电器系统→换泵或紧急抢修

4.8 喷淋头破碎及喷淋管意外喷水的应急措施 4.8.1 立刻关闭本层相应喷淋供水阀。4.8.2 立即打开相应区域内的泄水阀泄水 4.8.3 抢修损坏的喷水点或喷淋头。

流程图：喷淋头破碎 →关闭本层喷淋供水阀→打开泄

水阀→抢修 →清除积水→恢复正常 4.9卫生间漫水的应急措施 4.9.1 关闭卫生间检修管井中的供水阀。4.9.2 迅速清除积水，不让其漫溢到卖场。4.9.3 疏通马桶或地漏。4.9.4 清洁恢复正常。

流程图：卫生间漫水 → 关闭本层卫生间管井中供水

阀 → 清除积水→疏通马桶地漏 →清洁恢复正常

4.10 水箱自控系统失灵后的紧急措施 4.10.1 若是自控失灵，造成水箱缺水 4.10.2 立即改用手动操作。4.10.3 抢修失控系统。4.10.4 恢复正常。

流程图:水箱断水→改手动补水 →抢修 →恢复 4.11 若是自控失灵，造成水箱打满漫水。4.11.1 手动自动选择键放到停止位置。

4.11.2 打开水箱的排污阀阀门泄掉一部分水。(达到正常水4.11.3 4.11.4 4.11.5 2012

位)清除周围积水，不让其四处漫溢。抢修失控系统。恢复正常。

流程图:水箱满水→泄水→清除积水→抢修→恢复

工程部

中央空调加湿排水的循环利用 篇3

卷烟厂生产工艺要求车间温度为 (25～27℃) ±2℃、相对湿度60%±5%。卷烟厂中央空调器传统的加湿方式是干蒸汽加湿, 但是实践表明, 每年春、秋季当外界温度高于15℃时, 采用干蒸汽加湿将明显地提高空气温度, 再加上车间设备的大量散热, 生产车间的温度就会升高的难以精确控制, 为了保持温度恒定, 需开制冷机降温, 造成了能源的浪费。为此, 2006年新郑卷烟厂的19组箱式空调全部进行了技术改造, 在原来蒸汽加湿的基础上, 增加了具有蒸发冷却效应的等焓加湿方式———气水混合喷雾加湿, 较好地解决了这一问题。

二、微雾加湿器的加湿效率分析

气水混合喷雾加湿是将压缩空气与软化水混合后雾化, 压缩空气从喷嘴射出时势能转化为动能, 传递给软化水, 快速运动的气水混合物经过压力的变化, 形成3～5μm水珠的水雾, 与空调器送风段进行热交换而蒸发, 实现等焓加湿过程。

气水混合喷雾加湿器主要由水量和气量控制、雾化喷头、湿度控制3个部分组成。动力源是压缩空气, 喷雾水采用软化水, 以减少垢污。微雾加湿过程需要吸收大量的热量, 一般要求新风温度≥15℃。当新风温度≤25℃, 湿度≤60%时, 都直接利用微雾加湿降温。新风温度越高、相对湿度越低, 喷雾加湿的效果越理想, 因为存在一个加湿效率的问题。

加湿效率

式中:

△d———有效加湿量 (kg/h) ;

W———总喷雾量 (kg/h) 。

有效加湿量占总喷雾量的比例越大, 微雾加湿的效果越好, 加湿效率越高。空气离开饱和状态越远, 其吸湿能力越强, 相应的加湿效率越高。气水混合喷雾加湿方式的加湿效率可达80%以上。在每年春季3月15日至4月30日, 秋季9月10日至10月25日, 卷烟空调全部采用微雾加湿, 期间郑州地区的室外温度约在15～25℃之间, 相对湿度在28%～55%之间变化, 其加湿效率是一个变化量。

三、加湿器排水量的理论计算

通过计算卷烟车间空调器K8的加湿量, 进而算出单台空调微雾加湿的排水量。

K8空调器的送风量是80 000m3/h, 它所能提供的有效加湿量按照下列公式计算。

式中:

M———工房所需的加湿量, 单位kg/h;

ρ———干空气的比重, 1.19kg/m3;

V———进入工房的新风量, 单位m3/h;微雾加湿期间新风阀门开度按经验平均值40%取值, 新风量;V=80 000×40%=32000 (m3/h) ;

d2———工房内达到所要求相对湿度时的空气绝对含湿量, 单位kg/kg;达到26.5℃、65%相对湿度, d2=0.0137kg/kg;

d1———室外空气的绝对含湿量, 单位kg/kg;按照加湿期间的典型空气状态20℃、40%相对湿度, d1=0.0058kg/kg;

n———被加湿工房内吸湿性材料的安全系数, 取2.0。

工房所需的有效加湿量为:

该部分加湿量由K8空调器提供加湿, 按照理想的加湿效率η=80%考虑, 需要喷雾量W为:

进而算出未气化的软化水排放量W1为:

K8空调器每天的未气化的软化水排放量W2为:

通过以上分析可以看出, K8空调器微雾加湿每天排放未气化软化水量在3 610kg左右。在春季和秋季工作日共80天, 19组空调器每年排放软化水量W3为:

按照软化水成本20元/t计算, 每年排放的软化水价值为10.9744万元, 造成巨大的能源浪费。

四、微雾加湿排水循环利用系统

1. 系统的组成

这里的微雾加湿的排水, 包括两部分, 一是微雾加湿工程中未蒸发的软化水, 占排水量的绝大部分, 二是为了清洗空调器挡水板、接水盘、过滤器等部件在长期的运行中滋生的菌藻类黏泥, 每周所耗费的冲洗水。实现雾加湿排水的循环利用, 就是对原来各空调器排向下水道的软化水进行收集, 再对收集的软化水进行净化处理, 而后加压, 重新在微雾加湿系统中得以利用, 以充分节约水资源, 避免浪费。

由于微雾加湿软化水雾化以后, 与工房的回风、室外的新风混合, 未蒸发的软化水中将含有空气中的尘埃、细菌、铁锈、悬浮物及空调器本身长期滋生的菌藻类黏泥等混合物, 必须经过沉降、粗效过滤、精细过滤等工艺进行再处理。

微雾加湿排水循环利用系统工艺流程示意图见图1。

沉降罐:各个空调器工作在二楼区域, 循环回收系统安放在一楼。将各空调器的排水进行收集, 利用二楼与一楼的自然落差, 汇合后进入沉降罐, 使水中的泥沙、铁锈、黏泥等沉降。

粗滤罐:容积为2m3, 罐内安装规格为准325×660mm的双层滤芯进行粗效过滤, 每运行3000h对滤芯冲洗一次。

储水罐:容积为5m3, 为了防止后面一级泵吸空, 保证净水器正常的工作压力, 在此由浮球阀控制软化水的补充量, 控制储水罐的正常水位。

净水器:采用JC-H型净水器, 处理能力4.6t/h。该净水器采用内压式毛细管超滤膜作为过滤介质, 滤除水中0.01μm以上的细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬浮物、大分子有机物等杂质。该净水器工作压力0.1～0.4MPa, 当进水压力<0.3MPa时, 会影响产水量。

一级泵:采用扬程为40m, 流量为15t/h的离心泵, 主要为净水器提供合适的工作压力。

二级泵:采用扬程为60m, 流量为30t/h的离心泵, 该泵根据净水灌内压力的变化, 动态调整变频器的输出频率, 进而控制泵的转速, 保证净水灌的恒定压力。

2. 二级泵恒压供水的电气控制

二级泵恒压供水控制由压力传感器、多泵供水控制器、变频器和泵电机组成。本系统采用欧瑞FPC60多泵控制器和深圳创杰ATC-M7型变频器。

FPC60多泵控制器具有压力测量值防抖动补偿控制、压力传感器零点和满度补偿等功能, 采用人工智能模糊控制算法, 设定参数少, 控制精度高, 内带看门狗电路, 采用数字滤波及多项抗干扰措施, 可靠性高。通过对多泵控制器相关参数的设置, 控制二级恒压泵工作于变频状态、一级泵工作在工频状态。变频器选用ACT-M7G-4T0055型, 多泵控制器与变频器关键控制信号接线原理及接线端子的功能见图2。

五、结论

新郑卷烟厂对微雾加湿排放水实施循环回收利用已经近1年, 实际运行效果表明, 方案是可行的。循环回收系统投资成本小, 节能效果明显, 每年至少节约软化水5000余t, 价值10多万元。该软化水回收技术有推广价值。

参考文献

[1]周亮.关于空调加湿的几种方式及应用的探讨[J].医药工程设计杂志, 2003, 24 (4) :25-28.

[2]周蔚.空调冷凝水回收利用技术及实践分析[J].实验室科学, 2011, 14 (5) :66-68.

中央排水管 篇4

关键词：中央排水机构,结构,比较,分析,优劣

在外浮顶油罐中,负责排出雨水的中央排水系统是非常重要的油罐附件,其重要作用日显突出。它置于油罐内部,如果出现泄漏情况,油品会流入雨水系统,污染环境,产生严重的安全隐患,威胁性大。只有确保中央排水系统工作状态稳定、对浮盘作用力最小,无泄漏,才能保证企业经济利益和社会效益的最大化。所以中央排水系统的选择要分析比较,慎重对待,从长计议。

1 中央排水系统对油罐的运行影响

(1)对浮盘的侧向力影响,容易造成浮盘对油罐单侧长时间侧向力运行,影响密封效果以及刮蜡器的正常运行和自身的使用寿命,或增大对局部罐壁和导向机构固定侧壁的磨损,这是引起浮盘卡塞的主要原因之一。

(2)金属软管在使用于中央排水系统时,主要产生波纹管中段的疲劳腐蚀穿孔和法兰焊接处的电位腐蚀穿孔。系统本身结构的损害及腐蚀,会引起中央排水系统的渗漏,影响油罐的安全运行,并且会因为更换中央排水系统而中止油罐的生产,影响油罐的正常运行。

中央排水系统主要有硬性和软性之分,硬性系统是由钢管与柔性接头或旋转接头组成的折叠形式的排水系统;软性系统是指使用全柔性软管的排水形式,两者各有优缺点(见表1)。

2 硬性中央排水系统的几种形式

(1)按照系统侧向力设计,主要分为平衡式和不平衡式。平衡式的设计中,系统的总体重心在集水坑下部,虽然在初始启动时仍然具有不平衡的特点,但设计中已经尽量降低对浮盘的侧向力,尽量降低对集水坑(或罐中心)的扭矩作用;不平衡式的设计中,系统的重心偏离集水坑是最大的,在所有的中央排水系统中对集水坑(或罐中心)的扭矩和侧向力都是最大的,特别是在使用单个中央排水系统中,侧向力和扭矩对浮盘是不利的;不平衡式系统在使用时应注意对称的原则,不宜单侧布置。

在国外知名厂家中均采取平衡式中央排水系统的设计,平衡式设计在硬性系统是基本的设计思路。两种形式如图1所示。

如上图所示,平衡式利用其整体结构设计,尽量降低单侧作用力的影响;不平衡式的设计对于单侧作用力考虑欠周,其单侧的作用力对浮盘有侧向作用。

(2)按照系统中的转动部件,硬性中央排水系统主要分为刚性旋转接头形式和柔性接头形式。

刚性旋转接头形式的中央排水系统,由于旋转面即密封面,使密封面处于旋转研磨的工作状态下,并且受到系统刚性扭曲和拉压的作用力,工作环境差,容易损坏,目前国内外很少使用。

柔性接头形式在国内使用还很多,其中转动部件(柔性接头)的形式也非常多,有钢丝骨架管、金属软管等,如图2所示。

钢丝骨架管的柔性接头由内外两层钢丝骨架将塑料密封层夹紧,这种结构的最大特点就是具有非常优良的弯曲性能,具有很小的弯曲半径,可以在浮盘最低液位时弯曲,适应较小的空间结构,如图3所示。

金属软管由波纹管、接头和网套组成,波纹管是其最主要的部件,波纹管是母线呈波纹形的回转薄壁壳体,是使用于金属软管和膨胀节中的主体结构,主要用于管道的形变补偿,这种补偿的限制较大,一般不用于较大的角变形。

3 软性中央排水系统的几种形式

软性中央排水系统均是由整体软管作为主体,软管的长度根据罐的最高介质高度而不同,一般在20～25 m。软管的结构形式主要是橡胶和塑料两种,橡胶金属复合软管以MESA为代表;塑料金属软管以COFLEXIP为代表。目前这种排水系统是国内外使用最多的中央排水系统。如图4所示。

4 中央排水系统对浮盘的侧向力分析

浮盘受固定侧向力影响,会造成浮盘经常或始终压在一侧罐壁,造成浮盘与罐壁间距的不均匀,影响密封和刮蜡器效果和寿命,增大对局部罐壁和导向机构的磨损,是引起浮盘卡塞的主要原因之一。

故欧美国家成熟的排水系统中,均采用平衡式设计,尽量降低侧向力对于浮盘的影响,特别是当浮盘处于高位时,由于油罐施工质量、罐壁应力释放等因素,使得罐壁上部的圆度较差,如果浮盘受到较大的侧向力,就会大大降低一、二次密封对浮盘与罐壁的同心作用,促使浮盘偏向一定的罐壁位置,造成浮盘与罐壁间的环形间距差异较大,产生如下弊端:间隙过大造成局部一、二次密封失效;间隙过小部位的一次密封受压严重,变形大;浮盘限位装置紧贴罐壁,易卡塞;间隙过大造成局部静电导出片接触不良;浮盘偏斜。故而考虑对浮盘的影响,这种不平衡式的设计不应使用于单套系统的油罐当中,也不应使用于非均布(非对称)设计的油罐当中。

5 波纹管在中央排水系统中的使用

5.1 波纹管的结构特性

波纹管是母线呈波纹形的回转薄壁壳体。波纹管最主要的几个数据为波高H、外径D、内径Di、波距W、壁厚、波峰和波谷曲率半径等。

波纹管按照波形分为U形、S形、Ω形、C形等等,金属软管中一般U形较多,U形制造工艺简单,受压能力一般,下面谈论的均为U形波纹管。

增加波纹管壁厚,将对波纹管疲劳寿命产生不利影响;但壁厚较薄,柔性增加,强度下降,易失稳。一般波纹管厚度为0.3～3 mm (DN200以下),图5为波纹管壁厚δ与内径Di的关系,应在AE和A’E’曲线中选择。

由于要补偿变形,不能使用较大的壁厚,为降低腐蚀速度,一般多采用不锈钢,其中以SUS304不锈钢为主,两端的法兰一般为碳钢,采用焊接连接。波纹管由于多采用压制,故存在较大的不均匀形,所说的壁厚均为名义壁厚,下面以内径Di=250 mm的U形波纹管壁厚为例,图6是测量的U形波纹的壁厚:

EJMA (美国膨胀节制造商协会)标准简化公式:

由上表所示,峰顶的减薄量达到19%,为波形最薄弱点。

5.2 波纹管应用于中央排水系统

(1)系统形式的设计:在柔性接头使用于国内油罐之前,有不少油罐使用自己设计制作的中央排水系统,金属软管为中央排水系统的转向节部分,金属软管中间均为不锈钢波纹管,但这些排水系统均采用平衡式的设计形式,尽量减少对浮盘的侧向力。外浮顶油罐始于上世纪20年代,经过近100年的发展,欧美发达国家的设计已经非常多样化和成熟,硬性系统全部使用平衡式设计,这也反映出平衡式设计对于浮盘漂移是有利的,平衡式设计是应当重点使用的。

(2)波纹管的使用:由于中央排水系统需要上下运动,硬性排水系统中链接部位负责弯曲链接,使得链接处于弯曲的工作状态中。硬性系统中的链接部位如果使用金属软管(波纹管),也是处于不停的弯曲运动中。在油罐处于低液位时,HMT/BTE等厂家的排水系统中有一个接头处于弯曲90°的状态,但其使用的接头产品的弯曲性能极好,其主体为塑料和钢丝构成,不会引起应力腐蚀等问题,而在高液位时各接头的弯曲角度都在70°以下,在油罐运行的大部分时间都处于较小的弯曲状态下,工作状态比较有利。而硬性中央排水系统虽然避免了浮盘在低液位时的弯曲,但当浮盘在高液位时,基本全部达到弯曲70°的工作状态,由于油罐在运行中大部分时间处于高位,故硬性排水系统在工作时几乎都处于较大的弯曲中,工作状态不利于系统的长期运行。

金属软管的波纹管多用薄壁奥氏体不锈钢制造,波纹管在压力和轴向位移作用下,应力水平相当高,波峰和部分波谷的局部基本上在塑性范围内工作,而对于弯曲工作状态,波纹管两侧波峰和波谷均处于较大的塑性变形状态内,很容易在较低的循环次数下产生疲劳失效。国内技术软管的主要标准为《波纹金属软管通用技术条件》(GBT14525-93)和《金属波纹管》(JBT6169-2006)。在这两个标准中,对于波纹管仅提供了其轴向微小变形的使用寿命,在3万～30万次之间,但对于塑性变形更加严重的弯曲工作状态则没有任何表述。

(3)波纹管的应力腐蚀:在波纹软管弯曲时,上侧的波峰和波谷均处于拉伸状态中,下侧的波峰和波谷均处于压缩状态中,上下两侧均处于塑性变形中,但处于上侧拉伸状态的部位受到的影响较处于压缩状态的部位更加容易收到应力腐蚀的影响,且波峰及波谷部分的壁厚较薄,所以在这种系统中金属软管中间部位的上侧经常发生应力腐蚀穿孔的问题。

为了增加柔性,波纹管应尽可能使用薄壁,这也增加了塑性变形区域的损坏可能性,但增加壁厚,不但降低波纹管的柔性,而且也使得变形部位应力升高,更加促进腐蚀过程,加上波纹管不断伸缩弯曲,材料表面的氧化保护层很容易剥落,腐蚀进程会进一步加速。对于弯曲工作状态的波纹管,其变形量远远大于拉伸工作状态,应力腐蚀尤其严重。

在原油中,波纹管多使用SUS304 (0Cr18Ni9)、SUS321、SUS316 (0Cr17Ni12Mo2)不锈钢进行制造。虽然具有一定的抗腐蚀性能,但其缺点是在某些腐蚀性工作介质中出现应力腐蚀和点蚀问题,特别是在Cl-离子和S+离子环境中,腐蚀速度较快,建议使用SUS316L不锈钢,可以在一定程度上延长使用寿命。

(4)波纹管的电位腐蚀:波纹管的主体使用不锈钢材料,但接头法兰等采用碳钢较多,并采用焊接形式进行连接。由于不锈钢与碳钢的电位不同,在不锈钢与碳钢(碳钢法兰和钢管)之间形成电流,会在焊接部位(连接部位)形成电位腐蚀穿孔。

(5)波纹管应用于排水系统中:由于波纹管的结构特点和材料原因,主要应用与轴向位移补偿和轻微的径向位移补偿,对于较大的角度变化是不适宜使用的。波纹管在原油介质中的应力腐蚀和电化学腐蚀焊缝部位的问题是排水系统产生渗漏的主要原因,这与波纹管不宜应用于弯曲环境是很有关系的。

6 结语

中央排水系统选用结构合理的布置形式,对于油罐的安全长周期运行有很大好处;弯曲性能良好的部件,是整个排水系统长寿命、安全使用的保证。

参考文献

[1] 李永生,李建国.波形膨胀节实用技术--设计、制造与应用[M].北京:化学工业出版社.2002．

[2] GBT14525-93波纹金属软管通用技术条件[S].1993．

[3] JBT6169-2006金属波纹管2006．

中央排水管 篇5

车集矿中央泵房排水系统正常情况下为2用4备 (轮换开机) , 上午12:00-下午18:00开机一台, 晚00:00-早8:00开机2台。在雨季或降水量增大时会增加水泵开机台数, 制作方案时, 按照两台泵同开时间平均10小时/天计算, 压力参考管路上及在线监测数据。

通过对车集矿中央泵房排水系统进行现场测试与数据采集、调查测试分析, 确认:其水质偏碱性, 对流过部件腐蚀较严重, 平均每1年更换一次设备;水泵偏离设计工况点运行, 效率较低。 (具体相关参数见表1)

2现有水泵行业产品运行情况分析

目前在工业现用水泵中有以下几点。

设计效率:国产水泵75%~82%, 进口水泵78%~85%。

运行效率:国产水泵65%~70%, 进口水泵72%~80%。

以及现场设备维护不及时等现象普遍, 造成水泵实际运行效率较低。

3技改实施方案

3.1主要使用高效叶轮替换原水泵叶轮, 原水泵的基础等不做变动

3.2三元流高效叶轮

三元流技术, 实质上就是通过使用先进的泵设计软件《射流一尾迹三元流动理论计算方法》, 结合生产现场实际的运行工况, 重新进行泵内水力部件 (主要是叶轮) 的优化设计。具体步骤是:根据用户的实际情况, 先对“在用”离心泵的流量、压力、电机耗功等进行测试, 并提出常年运行的工艺参数要求, 作为泵的设计参数;再使用泵设计软件设计出新叶轮, 保证可以和原型互换, 在不动管路电路、泵体等条件下实现节能或扩大生产能力的目标。

“射流一尾迹”三元流动。

目前应用的“射流-尾迹三元流动”理论, 把叶轮内部的三元立体空间无限地分割, 通过对叶轮流道内的各工作点的分析, 建立起完整、真实的叶轮内流动的数学模型。通过这一方法, 对叶轮流道分析可以做得最准确, 反映流体的流场、压力分布也最接近实际。叶轮出口为射流和尾迹 (漩涡) 的流动特征, 在设计计算中得以体现。因此, 设计的叶轮也就能更好地满足工况要求, 效率显著提高, 以下简单介绍一下计算方法:叶轮机械内的完全三元流动, 应用吴仲华教授创立的S1、S2, 两流面理论可以用不同方法求解, 一种是流函数方法, 这一方法在数学上严谨, 但物理上不太直观。另一种是直接计算流体流动速度的流面 (或流线) 迭代法, 这一方法物理上比较直观, 反映问题更接近实际, 因此用此方法设计泵叶轮。泵叶轮内部由两个叶片、前后盖板组成一个完整的空间流场, 观察者与叶轮同步旋转看到的是与时间无关的定常相对流动, 要求计算空间流场中任何一点的相对速度的大小及方向, 从而建立叶轮数学模型。在叶轮出口附近, 还能计算出“尾迹”-脱离叶片表面的漩涡区的大小。在改造中, 叶轮前后盖板是设计给定的, 对于中间流道内的众多S1流面而言, 先假定形状, 逐步迭代修正至计算收敛, 从而得出最接近实际的准确设计, 得到在具体使用情况下, 最合理的叶轮叶片曲线, 满足对效率提升的要求。

根据水力分析, 得出实际管网特性, 与技改后的管网特性的对比。

注:开机时间为3600小时/年, 平均电价0.6元/kWh。

泵的实际运行效率较低, 泵内容积损失和涡流损失较大, 泵的效率有提升的空间。根据水力分析, 得出实际效率, 与经过技改后的效率的对比。

运行的循环水泵处于高功耗状态下运行, 改造后电机运行电流会大大降低, 水系统会有更好的流量调节度。

3.3高效稳流装置

传统的离心水泵工作时因水泵的叶轮高速旋转时在叶轮的吸水口处会形成涡流, 由于涡流的产生而消耗了水泵的部分能效, 降低了水泵的整体效率。高效稳流装置是由空腔导管、隔水板、预旋调节板等构成, 在空腔导管中设置有隔水板, 预旋调节板设置在隔水板的前端, 其二侧向内的倾斜角与专用水泵叶轮的吸水口处向内的倾斜角向对应。当流体经过预旋构件后, 水泵的入水由传统的单通道进入叶轮的吸水口而变成旋转进入且旋转的角度与叶轮转动方向一致, 克服了水泵叶轮吸水口处的涡流现象, 提高进水口的能效;同时可以改变泵本身的特性来完成运行工况点的调节, 能够有效地扩展其高效运行区, 改善离心泵在非设计工况点的水力性能。

4节能技改方案结语

通过对我矿排水系统现场数据采集、节能诊断分析, 运用“三元流高效叶轮”等专利技术, 平均节电率在10%以上, 每年节约电费约52.9万元。

(1) 水泵节能效益分析。

通过技改, 对比技改前后实际运行电量, 平均节电率在10%以上, 根据最保守的计算模型, 计算节电效益如表2所示。

(2) 效益分析总结。

经技改后, 该系统每年可节约以下几点。

188万kWh电量。

2按照现有电价计算, 直接经济效益为52万元。

3间接经济效益计算方式如下。

按每万度电折合3.5吨标煤计算, 该项目产生的节能环保效益。

4每年可节省标煤约:309t。

5减少粉尘约:240t。

6减少二氧化碳排放量约:880t。

摘要：车集煤矿水泵运行工况没有使水泵自身性能与管网条件等达到应有的配合要求, 以致水泵效率较低。为了降低煤矿能耗成本, 需要对水泵重新进行技改设计。本节能技改方案介绍了通过提升水泵自身性能, 整改系统存在不利因素, 并按照系统最佳运行工况参数, 定制高效节能水泵, 提升水泵运行效率, 减少无效耗能, 达到节能减排的目的。

关键词：水泵,运行工况,效率,节能

参考文献

[1]杨立新, 刘远.三元流技术在供水水泵节能改造中的效果分析[J].科技传播, 2012 (14) .