浅析铁路站区供水管网系统的改造

2018-02-08孙志强

中小企业管理与科技 2018年24期

关键词：智能水表供水管水表

孙志强

（大秦铁路股份有限公司大同西供电段，山西大同 037005）

1 引言

为了降低铁路站区用水的成本，全面提高水资源综合利用效率，加强供水设施改造及运行维护。实施供水管网更新改造工程，可最大限度减少“跑、冒、滴、漏”现象，努力降低漏损率。下面就铁路某站引入自来水为例进行分析。

2 某站区供水管网现状及问题

某站铁路地区给水管网始建于20世纪80年代末，管材类型为铸铁管，正常使用情况下，供水管直接给用户供水，管网富余水量补入供给水塔。

2.1 室外供水管网组成

现有室外供水管网管径规格为DN20-DN200铸铁管或钢管。供水管道铺设状况为支状管线，重点单位用水户及居民生活区没有形成环网补水能力，且管径偏小，管道敷设覆盖面积较小。

2.2 室内供水管网组成

配水管管径为DN15-DN50镀锌管（其中立管为DN50，住户水表接入管为 DN20，龙头支管为 DN15），水表安装在居民室内，居民户内水量、水压稳定。

2.3 室外供水管路存在的主要问题

①管内腐蚀严重，影响供水水质安全。小区内的供水管道于20世纪90年代以来陆续建成，采用铸铁管，至今已运行近30年，管道运行年代较长，管道剥蚀老化严重；铸铁管管道内壁微生物的大量繁殖、管道腐蚀等造成供水水质的二次污染，严重影响了小区供水管道的水质安全。

②管材及配件老化，管道漏失率高，管道配件（主要是阀门）存在年久失修的问题，如阀门密封不严，不能止水。因此，管材及配件质量差带来了管网漏失率高的恶果。

③消防系统老化，现有供水量不满足消防用水需求，消防管线、消防栓等老化，急需更换；室外消火栓与供水共用主管线，经核算，现有管道供水量不满足一次火灾用水量需求。

④枝状配水管网布局不合理，供水保障性差。配水管网为枝状布局，且管径偏小，供水保障可靠性差，难以保证消防和事故时的用水要求，且部分干道上布管较凌乱，不利于地下管线综合布置。楼内供水竖管及水表均位于居民家中，不便于管理。

3 引入自来水水源公司情况

引入的某公司是某镇区域水务一体化项目的唯一实施和管理的主体，负责该区域供水、污水收集和处理、雨污水回用、管网维护等，具备供水、排水、防汛和物业管理等相关能力和条件。

某公司供水厂位于某镇某村南，某路交叉口，距某站区约1.5 km。供水水源为深井地下水，地下水经处理各项指标符合国家规定的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）后，通过变频水泵对外供水。供水厂日供水能力约5000m3/d，供水水压最大可达约0.4Mpa。某站区最高日用水量为 1200m3/d（约14L/s），现有供水能力满足某站区用水需求。

4 施工改造的原则

①采用新技术、新设备、新材料，提高供水保障水平，优选经济合理和技术先进的工艺方案，减少工程投资，降低供水及运行维护成本，满足供水区域水量、水压、水质需求。

②现状和规划相结合，给水立管的改造及该地区给水管网改造，根据供水需求，充分调查现状供水情况，结合某站区给水系统总体规划统一考虑，因地制宜，合理拟定给水管道改造系统方案，力求做到布局合理可行、工程投资省、运行能耗低、安全可靠性高。

③供水水质达到《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）及《城市供水水质标准》（CJ/T206-2005），保障居民用水安全。

④贯彻节能的原则，以先进、适用、合理、经济为原则，降低运行成本，改善劳动环境，提高管理水平，发挥经济效益与社会益[1]。

5 供水管网优化改造方案

5.1 管网改造原则

管网改造设计总体原则为：以现状供水量为基础，并考虑远期用水需求，因地制宜，合理拟定给水管网系统改造方案，以维修为主、改造为辅，力求做到布局合理可行、工程投资省、运行能耗低、安全可靠性高，便于实施管理。

①单独给茶坞铁路生活小区提供供水干管，并将小区内供水管网布置成环状网。布置时应考虑配水管网分期建设的可能，留有充分的发展余地。合理设置检查井、阀门井，消火栓井，当发生事故时，降低影响范围，维修方便[2]。

②对某站区供水管道使用超过30年的原则上进行更新改造。

③对某站区生活小区内1374户居民用户进行智能水表的改造，实行一户一表，计量出户。

④加强智慧水务管理系统的建设，引进供水管网漏损监测系统，降低管网漏损率和产销差率。

5.2 工程内容

①包括供水厂至某站区的输水干管、站区内供水管网工程沟槽开挖、管道敷设、回填土、消防系统、阀门井砌筑、管道安装及其附件施工。

②某站区生活小区居民楼内立管、入户支管的安装；智能水表的安装更换。

③智能水表及供水管网漏损监测系统建设。

5.3 实际供水主管径的确定

该地区原有管径目前无法满足远期规划及消防用水的需求，本设计结合收费企业的水量统计数据及新设计的消防用水量，同时考虑到该地区远期的综合规划，在原有管径的基础上，进行调整与优化，最终确定供水主管径为De200。

5.4 供水管网管材选择

随着现代科学技术的极大发展，各种新技术、新材料更多地应用在了供水工程管道的制造上。为用户在供水管道使用和选择上带来更多的参考比较。管材的选择主要考虑管材的自身特点及经济性。目前用于供水的管材有球墨铸铁管、钢管、UPVC管和PE管、PPR管等。以下对六种管材的性能和造价进行比较：

5.4.1 球墨铸铁管特点

①球墨铸铁管内衬做了高分子水泥护浆，提高了铸铁管的耐腐蚀性、使用寿命可达30年以上。

②球墨铸铁管承受压力水压强高，最大可达到2.0Mpa，完全满足输水主供水管道的压力要求。

③球墨铸铁管的延伸率、刚度、抗拉、抗压强度高，抗水冲击力大。

④球墨铸铁管规格齐全，适合作为供水主要管路使用。

⑤球墨铸铁管接口为柔性连接，安装拆卸方便，承受外部应力能力好。

5.4.2 钢管

钢管的优点是抗拉强度高，易加工，管材及配件规格齐全。缺点是刚度小，容易受复杂地形的影响而产生变形，防腐力差，使用寿命短，成本较其他管材造价高。

5.4.3 PE管及 PVC管

PVC管是聚乙烯管，PE管是高密度聚乙烯管；两种管材在生产应用技术，经济性、安全性上具有许多优点。施工连接上方便可靠，与其他管道采用法兰连接，方便快捷；聚乙烯的材质决定了其有很好的耐腐蚀性及经济性，使用寿命长达50年以上，使用成本价格低。其内壁光滑，不结垢，不滋生细菌；重量轻，容易搬运和安装，已广泛地应用到给水工程领域。

5.4.4 三型聚丙烯管（PPR管）

PPR管作为一种新型的管材，具有以下性能特点：

①耐腐蚀、不结垢、卫生、无毒，使用PPR管可免去使用镀锌钢管所造成的内壁结垢、生锈而引起的水质“二次污染”。由于PPR组分单纯，基本成分为碳和氢，符合食品卫生规定，无毒，更适合于饮用水输送。

②使用范围广，寿命长。工作温度可满足不大于95℃的介质材料，工作压力可达(P.N)1.0MPa，使用寿命可达50年以上；极限寿命可达100年以上。

③轻质高强、流体阻力小，PPR管密度仅为金属管的1/8，耐压力试验强度高达5MPa，且韧性好、耐冲击。

④PPR具有良好的焊接性能，可使用热熔或电熔连接，施工时安装方便，连接稳固。

5.4.5 管材的确定

在充分了解各种管材的性能特点基础上，还需根据不同的使用场合、不同的口径要求，优化选择性价比较高、方便安装及维护管理的管材。

①室外埋地管材的选择：原则上管径≥DN200选用球墨铸铁管，施工困难地区可采用PE管（原料等级为PE100），DN〈200时主要选用聚乙烯给水管（原料等级为 PE100），局部可以选用球墨铸铁管，部分穿越车行道或者需要加强保护的位置采用钢制套管。

②室内管材的选择：室内改造工程新增管道管材统一选择三型聚丙烯管（PPR）作为本工程使用管材，穿墙和楼板处应做好相应的防护套管措施。

5.5 智能水表计量系统确定

智能水表是一种对普通水表加装了现代微电子技术、现代传感技术、物联网技术的新型水表。具备了电子抄表计费、远程数据采集和控制开关的功能。极大地节省人力成本，有效解决了传统机械水表存在的计量数据不够准确、无法实时传输等问题；其次，更精准的计量监控可减少贸易纠纷，提升社会治理效率与民生服务质量，提高水务企业的品牌形象；应用智能水表是供水企业降低供水成本、降低供水损失率的一种有效的手段；并对用户节约用水方面有着积极的促进作用。

本次水表计量系统的改造拟选用具有联网、实时监测的远程抄表功能的远传集抄智能水表。

5.6 管网漏损监测系统

实施安装管网漏损监测系统能对站区内节点的供水流量和压力具备实时掌握和实时监测；并可及时发现供水管网供水异常，在管路跑水发生时，可测算出局部漏水范围，帮助人工找出漏水点。

拟在某站区内供水管网的主要位置节点上加设压力和流量传感器，通过无线（GPRS）的方式将供水管网的压力和流量参数数据上传至中控服务器。这些数据为日常管道的维护及抢修提供了数据支持，掌握了供水管网的运行状况，及管网发生漏损时帮助人工及早发现问题症结，进而提高管网维护效率，降低管道损失率，保障供水质量和安全。为考虑减少井室布置，压力、流量传感器可设置在阀门井内[3]。