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摘要：在炼钢炼铁及圆棒的生产工艺中离不开冷却净水的使用，循环水冷却系统为生产系统提供保证，主要是冷却降温、冲渣等生产工艺用。炼铁炼钢冷却水要求PH值略高些，而且尽量是软水，否则要加药剂软化，因为硬水含Ca、Mg等离子会产生水垢降低冷却效果，所以保证冷却水系统的水量和压力以及PH植， Ca、Mg等离子含量至关重要。

关键词：串联，箱涵，水力计算，给排水管道安装，管道施工，施工控制

前言

福建省三钢集团有限公司棒材厂因厂内铁路路线更改中需要保证铁路路线最小转弯半径，需要改变原棒材厂净水泵房吸水池所在位置。问题是现有场地无法提供足够大的场地，若直接切割则导致吸水池内净水池容量减小流量供应不足，从而无法保证生产。原棒材厂吸水池（内含浊水池/净水池）位于净水泵房冷却水塔西侧，原有吸水池长58m，宽7.7m，建筑面积约为447㎡，水池净深5.5m（地面上2米，地面下3.5米），其中净水池最大时流量1100m³/h，浊水池最大时流量2300m³/h。本文主要介绍了配套冷却水泵房吸水池及配套水泵水管遇铁路改造更改现有位置。在现有场地空间不够的情况下利用连通器原理，在净水泵房两侧修建两个小水池利用管道串联，配套设备的选用，形成一个总体量1516.4m³（33×7×5.5+28×1.6×5.5）的大水池。利用现有条件进行改造升级，达到保证生产所需压力和流量，实现保证生产所需流量压力同时节约成本实现双赢。

一、工艺部分

1、现有水池被铁路线穿过，需要破除，周边无原水池可用移位场所，故1、在净水泵房东侧马路新建造一座新水池（北侧为浊水池、南侧为净水池），水池长度方向：南侧起点从水泵房大门往北约0.5米，北侧终点到变压器室往南约0.5米，水池宽度方向：根据埋地管情况，尽可能靠东侧。新水池约为33米*7米（净水池8米*7米，浊水池23米*7米），地面上高4米，地面下深1.5米。

2、水池顶层需加盖并在周围设安全防护栏，并建设一间5米*10米的贮药间，靠近西南侧安装上水池的步梯。

3、浊水池顶（1）设3个1.2*1.5米的透气孔，位置尽可能靠东侧，南北向均匀分布，其中最南透气孔设置上下水池的爬梯。（2）预留设4个φ426*10进水管孔洞，位置尽可能靠西侧水池墙约0.5米，南北向位置需现场确定，在对应4个孔位置西侧水池墙需有管架预埋件。（3）在距离西侧及北侧水池墙约0.5米，设1个0.5*0.5米的补充水孔。（4）在靠东侧偏中间处，设1个φ150的水位计孔洞。

4、净水池顶（1）设1个1.2*1.5米的透气孔，位置尽可能靠东侧，并设置上下水池的爬梯。（2）预留设2个φ377*10进水管孔洞，位置尽可能靠西侧水池墙约0.5米，南北向位置需现场确定，在对应孔位置西侧水池墙需有管架预埋件。（3）在距离西侧及北侧水池墙约0.5米，设1个0.5*0.5米的补充水孔。（4）在靠东侧偏中间处，设1个φ150的水位计孔洞。

5、在净水泵房西侧现有水池与泵房间的空隙，建造一个吸水池（含北侧为浊水泵吸水池、南侧为净水泵吸水池）。吸水池约28米*1.6米（净水池6米*1.6米，浊水池22米*1.6米），地面上高4米，地面下深约1.5米（地面下深度根据现场可施工实际确认）。

6、水池顶层需加盖并在周围设安全防护栏，靠近西北侧安装上水池的步梯，现在用上泵房屋顶的步梯需重新安装。

7、西边浊吸水池顶（1）设1个1.2*1.5米的透气孔，位置尽可在水池中间，并设置上下水池的爬梯。（2）在距离西侧及北侧水池墙约0.5米，设1个0.5*0.5米的补充水孔。

8、西边净吸水池顶（1）设1个1.2*1.5米的透气孔，位置尽可在水池中间，并设置上下水池的爬梯。（2）在距离西侧及北侧水池墙约0.5米，设1个0.5*0.5米的补充水孔。

9水池溢流管路：（1）东边水池不设置溢流管路路。（2）在西侧净水吸水池设置单向溢流孔洞到浊水池。（3）在西侧浊水吸水池北面设置DN300溢流管，溢流水排入水沟流入北面排水渠，溢流管顶高距离池顶300。

10水池排水：（1）净水池不设排水管。（2）在浊水池连接沟渠最北位，焊接钢板上部开孔引DN150排水管，水排入水沟流入北面排水渠。

11净水泵房东侧泵房与新水池间空地修建一条从南到北穿越整个泵房的检修通道，保留进入水泵房的检修大门通畅。

12在净水泵房西侧现有水池拆除后，在铁路与吸水池间修建一条从南到北穿越整个泵房的检修通道（考虑到冷却塔检修时25T吊车能够进入）。

二、管路系统

1、在净水泵房东侧净水新水池与西侧吸水池南侧用管路连接，连接管路为φ620*10（考虑输水管计算流量：1100m3/h），埋地施工。

（1）其中施工前得知棒材厂净水池输水管计算流量1100m³/h，根据1）满流或压力流的输水管管径公式：

式中Q—输水管计算流量（m³/s）;

Ve—管道经济流速（m/s），根据选用管材及当地的敷管单价和动力价格确定。

在消防或事故时管中的流速不需要按经济流速考虑，但不应超过管道允许的最大流速。（本工程不涉及消防）

为了求得压力输水管的经济流速Ve，可先求出各种管径的经济流量Qe，然后除以相应断面面积。

2）压力管道经济流量Qe为

（L/s）

式中  D—管道直径（m）;

m、β—分别为水头损失计算公式中的指数;

f—经济因数，

其中—设计年限中，供水量变化系数;

E—电费（分/kWh）

η—水泵总效率;

р—年平均维修费用的费率（%）;

A—资金回收系数

—水头损失计算公式中的系数

b、a—敷管单价公式C=a+b中的系数和指数，用当地敷管单价在对数坐标纸中点绘求出。

求得Ve=1m/S，D==0.6238m（选择DN600管径） ;

（2）输配水管的水头损失计算

1）总水头损失：（总水头损失）=（沿程水头损失）+（局部水头损失）

=il

式中： =il

—沿程水头损失（m）

l—计算管段长度（m）

i—管道单位长度的水头损失（水力坡降）

i= =（q-设计流量（m³/s），Ch-海曾-威廉系数参照室外给水设计规范GB50013-2018附表A.0.1）

代入相应数值计算得i=0.001867，计算管段约为46m，计算=il=0.0085，沿程损失很小。

式中    —局部水头损失（m）

—局部阻力系数，见《给排水设计手册》第1册《常用资料》

v—局部水头损失的计算流速

一般对于官网的局部水头损失不作详细计算。鉴于局部损失与管内平均流速平方成正比，因此，在输水管水力计算中，尤其在取用设计流速较大时，应计算其局部损失，以免造成较大误差，本项目无较大流速，局部水头损失很小。两者相加总水头损失很小。

2）原计划在水池与西侧吸水池在北侧拟考虑用三面混凝土预制上部焊接钢板封闭式沟渠的方式连接，沟渠为宽900*高1500（考虑后期投入新生产线输水管计算流量2200m³/h），但实际施工时鉴于开挖会触碰地下已有厂房基础，对结构产生影响，了解到洪沟回填要设置箱涵，置于箱涵上。计算方式同1）D==0.882（m），选用DN900的埋弧焊钢管。并后期旁侧道路置于箱涵上埋地敷设-500mm。

3净水冷却塔进入水池的管路进行整改：在现有净水冷却回水管引出2条DN350管路到新净水池（引出位置根据现场实际确认）。

4浊水冷却塔进入水池的管路进行整改：在现有浊水冷却回水管引出4条DN400管路到新浊水池（引出位置根据现场实际确认）。

5工业浊水新水补充水的安装：补充水总管路为φ273*7，并安装流量计划及检修阀门，管路需重新从动能公司全厂补充水管引出（注意事项：施工时需协调动能公司停全厂工业浊水管路）。分别补入西侧新浊水及净水吸水池，浊水池安装DN250电动阀、净水池安装DN150电动阀。

6工业净水新水补充水的安装：补充水总管路为φ159*6，并安装流量计划及检修阀门，管路从棒材厂安全水管路引出（注意事项：管路埋地到新水池）。分别补入东侧新浊水及净水池，浊水池安装DN150电动阀、净水池安装DN100电动阀。

7棒材厂现安全水管路拆除，新安全水管路拟从新安装的工业浊水新水补充水引出，在流量计后端预留DN200阀门接口。

8水泵房共有10台水泵（浊吸水池7台，净吸水池3台），每台的吸水管路需重新整改，新吸水管口最低位需高于水池底500，并设有吸水喇叭口、格栅及管托。

9要求浊水新水补充水管DN250手动阀为不锈钢闸阀，净水新水补充水管及浊水池排水管DN150手动阀为不锈钢闸阀。

三、施工控制

1.工过程中沟槽的开挖械挖至预定深度，剩余20-30cm采用人工开挖至设计深度，保证准确性，施工基准面平整无凹凸不平保证管顺性，施工过程中遇湿陷性黄土等不利因素进行换填处理或其他手法处理不利因素。

2.管道安装

管道安装注重承接口的安装质量，管材进现场后，专业人员进行合格检验，无问题后，由专业人员指挥，机械及吊绳辅助，各方人员配合，需要起吊则缓慢起吊，外围安全界线保护。逐步施工并进行无损探伤检测等一系列保证承接口质量安全的措施。

四、结语

为保证整个项目的安全，质量，工期全过程准确无误高效完成，需要科学的合理化安排人员，机械，材料的进场顺序，提前制定科学有效施工方案，全过程严格按照国家标准行业规范及施工方案进行施工。以党国家的根本利益出发，作为一个建筑人严格坚守行业准则，让整个项目合理高效运行并完成。本项目冷却水塔配套吸水池目前运行良好，管内流速均匀，同时也为后期新生产工艺预留出空间，在场地不足的情况下，以最优经济方案保证生产实现配套给水排水设施及构筑物的建设。

参考文献

[1]张胜霜.浅析市政给排水施工质量控制技术[J].科技创新与应用，2014（08）.

[2]潘政委.市政给排水管道工程施工优化探讨[J].中国新技术新产品，2011（22）.