南水北调净水厂

1、濮阳南水北调净水厂项目商业计划书濮阳县工程咨询中心 二0一五年十一月第一章 总 论一、项目名称及性质项目名称：濮阳南水北调净水厂项目项目性质：新建建设单位：濮阳市华能电力公司二、建设内容及规模该项目占地80亩，建筑面积4万平方米，主要建设综业务楼、净水处理池、供水管网等配套设施。项目日供水6万吨，建设供水管网12公里。三、建设地点濮阳县四、项目建设期限初步拟定工期8个月五、投资规模与资金来源项目总投资8000万元，资金来源为自筹。六、效益分析项目建成后，可实现销售收入10000万元，年均利润1500万元。七、综合评价该项目符合国家产业政策，建设规模适宜，设计方案合理，资金来源有保障。在项目建设

2、的设计中兼顾资源综合利用，利国利民，效益分析经济可行。由以上可知，该项目具备可行性。第二章 项目建设背景及必要性一、项目建设背景城市是人口、经济、科学、文化的荟萃之地，是经济、政治和人民生活的中心，也是环境矛盾的焦点和环境保护的重点。尤其是水污染严重，水是生命的源泉，与人的生命息息相关。濮阳县用水大部分是地下水，水锈、异味严重，水质净化严重不达标。二、项目建设的必要性1、本工程的建设，从根本上解决了濮阳县地下水资源严重缺乏的问题，为濮阳县人民生产生活用水提供可靠保证。近年来，由于连续干旱，地下水水位连年下降，自备水源井出水量严重不足，已严重影响到了人民的生产活动。同时，伴随着园区及生产企业的建

3、设和发展，供水危机将日益突出，供水问题将一直是制约其生存和发展。因此，开发建设新水源势在必行。2、本工程为防止地下水资源过度开采创造了条件。本工程建成投产后，可以控制因需水量的增加对地下水资源的过度开采，实现计划开采和开采与补给的动态平衡，防止地下水漏斗面积和深度的扩大和因此而导致的地面沉陷对城乡设施造成的破坏和灾害。3、本工程为关闭企业自备水源和实现水资源的有效管理创造了条件。由于城市市政供水设施建设相对滞后和地下水资源管理方面的原因，形成了企业自备水源。自备井供水存在以下几方面问题。一是实际取水量往往与上报取水量不符，由于自备井数量大，实现有效管理困难，所以难以控制地下水开采量。二是一部分

4、企业在使用市区管网供水的同时还设有自备井，这样便很容易对地下水资源管理和自来水公司营业管理都造成困难。本工程建成后可以逐步关闭企业大部分自备水源，使上述问题得到解决。4、项目区内各企业的缺水状况将严重影响和制约地方经济的正常维持和发展。本工程的建设将极大改善濮阳县城及濮阳县产业集聚区的投资环境，为招商引资提供必要基础设施保证。综上所述，濮阳县南水北调净水厂项目的建设和实施是非常必要的。 三、项目建设的可行性水是生命之源，水是经济社会发展不可缺少的战略物质，必须以水资源的利用，支撑经济社会发展的基本思路，已取得社会广泛共识。1、水源选择的可行性为了合理的利用水资源，坚持濮阳县城、产业集聚区及各生

5、产企业建设可持续发展的原则，根据目前区域地下水及地表水资源的状况，本工程将利用南水北调工程的水源。由于用水的企事业单位种类较多，对用水水质要求各不相同，故本工程只提供各单位需要的用水量，如入厂水质达不到其使用要求，由各单位另行处理。2、政府重视濮阳县政府、濮阳县产业集聚区领导对区内现状缺水问题十分重视，明确提出解决区域内供水危机的目标，已多方筹措资金，进行项目前期工作，并安排工程和水文地质勘察工作，为工程可实施性提供了可靠的保证，促进了项目的进一步落实。3、组织管理落实为了节省资金，保证工程质量，在工程实施时，建设单位将严格按照招投标法的有关规定，积极组织材料设备和施工队伍的招投标工作，选择质

6、优价廉、售后服务过硬的供货厂商，以及专业性强、资质高的施工队伍，为确保工程质量和进度奠定坚实的基础。对整个工程实施全过程施工监理，严格执行国家、省、市的有关技术规范，做到百年大计，质量第一。在项目实施过程中，建设单位严把设计方案和工程质量关，组织有关专家对设计方案进行充分论证，确保供水方案的可行性。第三章 工程方案论证一、输水管道方案论证（一）输水管道定线的原则 输水管道定线时，必须考虑供水安全，施工安全，节约劳动力，选线时应符合城市和工业企业的规划要求，应选最短的线路，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修，尽可能少占用农田，减少与铁路、公路和河流的交叉；管线应避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水

7、位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理。从投资、施工、管理等方面对各种方案进行技术经济比较，才能最后确定管道的走向、位置。 二、输水管道管材的选择 输水管线是本工程的重要组成部分之一，因其输水距离较长、所占工程投资的比例较高，故需对管材的选择进行比较论证。由于本输水工程具有单管线、大流量、长距离、输水安全性要求高的特点，因此本工程输水管材的选用原则是：在满足输水安全性的前提下，本着节省资金、方便供货、易于施工的原则，结合国内已建成的类似输水工程管材的使用情况，选择适合本地区地形、地质和气候特点的管材。我国建设长距离输水管道工程较多，对于长距离输水工程的设计和建设有相当丰富的经验，结合目前

8、国内管材生产和实际使用情况，可用于输配水管道的主要管材有：钢筋混凝土管、钢管、球墨铸铁管、高密度聚乙烯管等。灰口铸铁管是过去使用最多的给水管道，但因其脆性大且接口为刚性膨胀水泥砂浆或铅接口，事故率高，易生锈腐蚀，影响输水能力。随着球墨铸铁管等性能好的管材批量生产，价格逐渐趋于可接受，灰口铸铁管已经逐渐不被采用。 下面就上述常用管材的性能进行比较：、预应力钢筋混凝土管这种管材以前使用较多，目前的使用率呈下降趋势。优点：价格较低，不易结垢，对水质无影响，主要用于长距离输水工程；缺点：自重大，如运输距离长，将增加运输费用及管材的损失率。而且由于配套管件不全，不可承受高压，接口尺寸不精确，造成一定的渗

9、漏。2、钢管钢管具有很好的机械强度，可承受较高的内外压力，钢管件可灵活制作，连接方便，同时具有不漏水、不爆管的优点。接口为现场焊接和法兰盘连接等，施工较简单。其缺点是不耐腐蚀，易结垢，对水质有影响。当作供水管道时，必须作好内外防腐。n值为0.013。采用钢管突出问题之一是管道腐蚀及其防护。一般在进行内外防腐处理同时，还应采取要的电化学防腐措施，才能更安全可靠。因此增加造价。此外钢管本身价格较高，除非在特殊的情况下，建议尽可能减少钢管的使用。、球墨铸铁管现在国内外已经逐步采用可延性铸铁管（球墨铸铁管）替代灰口铸管。球墨铸铁管的生产工艺是将以镁或稀土镁土合金球化剂加入到铸造的铁水中，使之石墨化，这

10、样集中应力降低，使管材具有更高的强度及延展性。该种管材具有抗接强度大、抗弯强度大、延伸率大、耐腐蚀性强等优点，即兼有钢管的强度大与韧性及普遍铸铁管的特点，并且管材内壁附有水泥砂浆衬里；该管材将克服刚性接口所引起的管道爆漏，并减少管道附近城市建设工程对管道的损坏及避免管道本身对水的污染，改善供水水质，并可减少水流阻力系数，提高管道的输水能力，因而是一种很有前景的管材。在国内其价格与灰口铸铁管基本相当，但比同规格的钢管要低。现已经普遍应用于城市供水管网中。接口一般为橡胶柔性承插接口，施工简单。n值为0.013。4、PE管道PE管道连接可靠，与其它管道采用法兰连接，方便快捷；低温抗冲性好，可在-60

11、-60oC温度范围内安全使用；抗应力开裂性；耐化学腐蚀性好，不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象；耐老化，使用寿命长，使用寿命50年；而磨性好；可挠性好，工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物，在许多场合，管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用；水流阻力小，PE管道具有光滑的内表面，其曼宁系数为0.009；搬运方便，PE管比混凝土管道、钢管更轻，它容易搬运和安装，更低的人力和设备需求，意味着工程的安装费用的大大降低；多种全新的施工方式，除了可以使用传统的开挖方式进行施工外，还可以采用多种全新的非开挖技术如顶管、定向钻孔、衬管、裂管等方式进行施工，这对于一些不允许的场所是唯一的选择，因此PE管

12、应用领域更为广泛。但最大的缺点就是管材价格尤其是大口径管材价格极高。根据本工程的特点。在选择输水管材时，应首先保证供水安全性，优先考虑大口径，耐高压的管材。因此，本工程不考虑预应力钢筋混凝土管，仅对钢管、球墨铸铁管、PE管等三种管材进行综合比较。、从比较结果看，PE管道在技术性能有一定的优势，但由于大口径PE管道造价过高，考虑经济分析，不宜作为本工程输水管道的材质选择。钢管与球墨铸铁管在承受工作压力、耐腐蚀、抗震、及保证运行安全等主要指标方面均可满足长距离供水工程项目对输水管材要求，并且这两种管材的设计、施工、运行都已有成熟经验，完全能够保证安全供水。考虑到本工程输水管线采用单管输水，输水距离

13、较长，沿途所经地区地形变化较大，地质条件较复杂，保证供水可靠性是至关重要的。因此本工程的首要设计原则是在造价合理的前提下，提高供水安全可靠性，保障城市供水。在输水系统中采取的较为有效的措施之一就是要选用坚固、适应性强的管道材料。为了保证供水安全可靠性，在管材上优先选用耐腐蚀、使用年限长、管道延伸性好、承受压力高、柔性好、对地基适应性较强、同时方便输水管线施工的球墨铸铁管，在特殊管段、途经地形较复杂以及穿越障碍处采用钢管。综上所述，本工程输水管道管材采用球墨铸铁管，局部穿越采用钢管。三、输水方式的选择输水方式包括重力输水、加压输水、重力和加压组合输水等。依据前面给水系统方案的论证结果、结合输水管

14、道沿线的地形特征，水源水经加压首站及中途加压泵站送至末端受水池。四、经济管径的确定在长距离压力输水工程中，在满足用水点所需水量和水压的前提下，输水管管径的大小与提升水泵的扬程存在着多项组合。如何确定输水管径，直接影响到工程的投资和年运行费用的支出。如管径过小，管道敷设费用可降低，然而由于输水阻力增加，动力坡度变陡，水泵扬程增大，水泵设备费提高，动力费要长期增加；相反如管径过大，有关水泵费用下降，但管道敷设费用增加。这两种情况都是不经济的，本工程输水管道经济管径，拟通过静态经济比较法和年成本比较法来确定。 静态经济比较法：采用工程综合造价加十年电费为计算值。年成本比较法：即为计算期内需回收的基建

15、投资（折算成等额系列资金）和年生产运行成本之和，低者优选。等额系列资金回收值采用下式计算： i(1+i)nA=P× (1+i)n1式中：A：等额资金值； P：基建投资；n：计算期20年 i：投资收益率8%i(1+i)n =0.101852：资金回收因数 (1+i)n1动力费（电费）计算以各级水泵电动机的用电负荷为计算基础，厂内其它用电设备按增加5%考虑: QHdk1E=1.05× k2H工作全扬程，包括各级提升泵房水泵和电动机的效率，一般采用70%80%k1考虑泵站自用水的水量增加系数k2日变化系数d电费单价（元/KW·h）本次工程供电来源于濮阳县区内，基本电费按

16、0.6元/ KW·h计算。为了全面合理地确定经济管径，设计应在确定用水点水量和水压以及加压泵站的位置后，并以中途加压泵站作为分界点，分段进行比较。计算工程综合造价时，充分考虑了不同压力等级的不同管径和相同管径管材的价格差异。方案比较计入的综合造价，只包含工程量不同部分的造价，而如泵房和附属构筑物以及过公路、铁路等障碍段采用钢管等工程量及造价相同部分，不计入总造价中。按初勘成果，初步确定采用六级加压提升方式进行输水，暂定加压泵站位置分别为：加压首站位于濮阳县污水处理中心院内；二级加压泵站位于骆驼营子；三级加压泵站设在土城子；四级加压泵站位于东官；五级加压泵站位于黄古屯；六级加压泵站位于

17、生金皋。输水管道由加压首站引出依次通过各级加压泵站送至汇丰集团兴旺矿业有限公司受水池。同时根据用水需要和用水规划，分别由骆驼营泵站引出至濮阳县城输水管道、由东官泵站引出至濮阳县冶金业园区输水管道、由黄古屯加压泵站引出至凌钢矿业濮阳有限公司输水管道。通过水压线分析并经过静态经济分析比较和年成本法比较，最终确定工程主输水管道管径及分支输水管道，具体见工程总平面布置图。 五、输水安全性分析及保证 1、输水管单、双管比较从水源的供水安全性上要求，应考虑敷设两条输水管道，且单条输水管道应保证另一条发生事故时输水量达到总输水量的70%。两条输水管道要比敷设一条输水管道更能够确保水源连续供水的安全性和可靠性

18、。但本工程只设一条输水管道，其考虑的原因如下：水源取水量不大，输水距离相对较远，如果敷设两条管线，工程造价将提高近一倍，工程费用的加大，将使单位制水成本提高，引起水价的上涨，工业园区各单位不易接受。因此，从经济上考虑，本次工程仅建一条输水管道。2、关于输水管道管材的安全性根据以往工程实例，在长距离输水供水工程中，球墨铸铁管是安全性比较好的管材，强度高，事故率低，抗渗性强，外刚度强，输水保障率高，防腐性能好，因而被广泛采用。根据水压线分析及管材技术经济比较结果，结合国内已建类似输水工程管材的使用情况，本工程输水管道设计采用球墨铸铁管，管材压力选择的原则是：按工作压力选择，并以试验压力、水泵关死点

19、压力、发生水锤且水锤防护设施正常工作时管道承压三者中的最大压力来校核。设计时科学计算和合理选择管材管件，采购质量优良的产品，并控制施工质量，因此，本工程输水管道管材的安全性是有保障的。3、水锤分析输水系统设计时应考虑水锤压力的影响，管路系统中必须设置水锤防护措施或消除措施，将水锤压力减少到管道的试压标准以下或减小至可忽略不计。水锤从不同角度，可以分为4种。（1）阀历时与水锤相的关系，分为直接水锤和间接水锤，在水泵站中发生的水锤通常是间接水锤，或者先是间接水锤，随后发生直接水锤，这种情况通常是由于止回阀速闭引起的。（2）按水锤成因的外部条件，分为启动水锤、关阀水锤和停泵水锤三种。启动水锤常在压水

20、管没有充满水而压水阀门开启过快的启动情况下（在试车投产时最容易发生）。由于水头和转速在启动过程中都是变值，所以在启动时，会因管路中流速剧变而形成水锤。关阀水锤是关闭阀门过程中发生的水锤现象。停泵水锤是由于泵站工作人员失误操作、外电网事故跳闸以及自然灾害等原因，致使水泵机组突然断电而造成开阀停车时，在泵站及管路系统中发生的水锤现象。根据调查统计，在城市供水及工业企业的给水泵站中，大部分水锤事故都属于停泵水锤事故。上述三种水锤现象的研究，均基于同一波动理论，但是由于水锤成因不同，因而水锤危害程度和事故发生的地点等也有所不同。（1）按水锤水利特性，分为刚性水柱（锤）理论和弹性水柱（锤）理论两种。刚性

21、水柱是以不考虑水流阻力及水和管材的弹性为基础的理论。弹性水柱理论则考虑水的可压缩性及管材的弹性。对高水头、长管路系统进行水锤计算时，采用弹性水柱理论可能得到较为准确的结果。（2）按水锤波动的现象，分为水柱连续的水锤现象（无水柱分离）和水柱分离的水锤现象（断流弥合水锤）。所谓水柱分离现象，是管流中出现空穴（空管段）时的一种水锤现象。它是水泵供水系统中最具有危害性的一种水锤波动。从工程角度看，泵站中突然发生停电（泵）时，在水泵出口及管路中均产生压力降低的现象。管道上各点最低水头的联线，称为最低水头线，当管路上某处的水压降到当时水温的饱和蒸汽压以下时，水将发生汽化，破坏了水流的连续性，造成水柱分离（

22、又称水柱拉断）并在该处形成“空管段”，随后将产生断流弥合水流现象。本工程系长距离输水管线，局部位置有高点出现，一旦出现供水中断时很可能会出现“水柱拉断”，即“非常水锤”。此时管线可能会受到负压及随后高压的影响，有破坏的可能。初步设计阶段应作详细的水锤计算。 4、水锤的防护措施根据以上各种现象产生的机理，通过计算，把各种不利点综合考虑，本次设计在水泵的出口止回阀的后面、管道的隆起点及平直管道每隔800m左右，均设置排气阀，在水泵的后面设置多功能水泵控制阀，在管道上考虑设置分流阀。通过以上预防措施，能够将管道内的负压控制在-50Kpa以内，防止水柱拉断现象发生；防止水锤对水泵、阀门及管道的破坏。

23、5、输水管道附属设施 整条输水管线为保证管路运行安全与排气顺畅，管路中宜增加一些排气阀。排气阀的位置在管线的各高凸点上，在平直的管线中每间隔0.81公里布置一个排气阀。 泄水设施在输水管道的低凹处应设置泄水管和泄水阀。泄水阀应直接接至河沟和低洼处。当不能自流排出时，可设置集水井，当冲洗管道或检修时，用提水机具将水排出。泄水管直径一般为输水管直径的1/3。 分段阀门阀门是输水管道中的重要组成设备，它可以调节输水管的流量，并具有在紧急抢修中迅速隔离故障管段的作用。6、输水管道巡查和维护为了维持输水管道的正常输水能力，保证安全供水，减低运行管理费用，必须在管道投产后，做好日常的养护管理工作，精心维护

24、、科学管理，根据生产用水的需要及时调整，最大限度地发挥输水能力，经济合理地完成供水任务。管道巡查是加强输水管道运行管理的一项日常工作，是预防管道故障的积极措施，这项工作应由专人周期性分区检查。工作要点如下：首先掌握管道现状及长期运行状况。培训职工掌握检修操作规程，避免由于操作不当所引起的事故发生。沿输水管道应设桩点，标上明显标记，查看输水管道、阀门井、排气阀、泄水阀等有无被埋压被挖损的情况，特别对道路翻修、基本建设施工的区域应密切配合。安装于套管内的管道是否完好，有无漏水现象。通过管道的巡查可以对输水管数据进行校核、修补，这也是完善输水管道资料的重要途径。巡查工作不仅要发现问题，并及时督促处理

25、。如巡查中发现管道被修建的房屋、粪坑等压埋时，要立即会同有关部门解决，避免管道损坏或污染。由于地貌的变迁，埋于地下的管道不易找到，可借助电子探管设备寻找管位，确定埋深。 六、推荐方案综上所述，通过输水方案技术经济比较，为满足区域内生产用水要求，确保输水系统安全可靠运行，节省工程投资，降低运行成本。推荐方案为：南水北调净水厂处理出水经加压泵站4级加压后送至供水管网和马颊河与金堤河交汇处受水池；输水管道采用单管供水，管材为球墨铸铁管，特殊管段、局部穿越公路、河流等其它障碍采用钢管。第四章 工程设计 一、工艺设计 （一）设计主要原则(1)经济合理，节省投资。国家和地方财力均有限，要充分发挥投资效益，

26、在能达到同样效果的情况下，必须选择最为经济的建设方案；(2)结合实际，因地制宜。应结合当地供水现状以及地形地貌保证工程协调统一；(3)管理方便，运行费用低。必须考虑当地的管理水平和投产后的正常运行费用，节能降耗，降低制水成本。（二）管道设计 1、输水管道埋深设计输水管线呈条带状分布于濮阳县境内。拟建线路沿线，工程地质条件一般，无不良地质作用，适宜工程建设。濮阳县气候属于暖温带大陆性季风型气候；冬季受大陆性气候影响，干燥而寒冷，每年11月中旬开始封冻，次年4月初解冻，一般冻结深度为1.35m。考虑管道安全及防冻深度要求，管道全程埋于地下。管道覆土厚度随冻土深度、地形变化、穿越障碍要求、管道局部水

27、头损失相应变化，管顶最小覆土为1.5m，管顶平均覆土为2.2m，管顶最大覆土为4m（管道过河段）。管道过山过岭等特殊地带，覆土适当加厚。管沟施工采用明挖，沟槽开挖断面依据土质、挖深、地下水位、挖掘方法及季节等不同情况确定。沿线一般为原状土基础，管道可直接埋于基槽内，不需要对地基进行特殊的处理。如管沟底为岩石或膨胀土基础时加铺砂垫层，砂垫层采用中粗砂，厚度不小于150mm，（膨胀土基础时铺砂厚度不小于300mm），包角不小于90°。管线经流砂、泥陷等地基较差地带时，根据实际情况采用混凝土基础或砂基础。当地下水较高又遇流沙等不利地质情况时，采用混凝土桩、砂桩等桩基础。管线过河采用倒虹吸管

28、敷设方式穿越河道，管顶埋深在洪水设计冲刷深度以下，并在管道两侧打护管桩，管顶铺设防冲块石，提高管线的抗冲刷能力。回填土应采用粘土、砂土等无大石块的材料，夯实度为90。原地面为耕地、绿地的，应将原表土回复，回复厚度为0.3m，不夯实。管道回填材料应尽量采用管道开挖时的原土，所选用的原土必须是粒径小于20mm的圆砾及砾砂或土质等材料。采用圆砾及砾砂回填时应与粉土或黏土混合后使用。膨胀土地带原土不允许回填。2、附属设施设计 分段阀门管路上安装分段阀门的目的，主要是为保证在管路事故抢修时减少弃水和缩短泄水、充水时间。按照最长检修弃水量不超过管线长度34km进行设计，阀门口径与管道尺寸相同。阀门采用型号

29、为GD341X的地下蝶阀。阀门井采用国家标准图O5S502中地面操作立式阀门井室。 松套传力接头在本工程，传力接头是分段阀门与管道连接的必备设施，通过全螺纹螺栓柱把它们连接起来使其成为一个整体，并有一定位移量，这样就可以在安装检修时，根据现场尺寸进行调整，在工作时，可以把轴向推力传递至整个管道。这样不仅提高工作效率，而且对阀门起到一定保护作用。本工程设计采用CF型单法兰松套传力接头，与阀门井同设于阀门井内。泄水阀为了在管路进行事故抢修时能将管路中的水迅速排出，在管道的适当低处设置了必要的排（泄）水阀门。阀门口径根据排水量和排水压力，采用闸阀。本工程间隔45km设置1个泄水阀。设计时尽量考虑泄水

30、管直接接至河沟和低洼处，泄水时自流排出。当不能自流排出时，设湿井，排水进入湿井后由提水机具排出。排（泄）水阀及其配套阀门井的具体安装位置详见输水管线平面布置图。阀门型号为SZ45T，泄水井及湿井制作型式见国家标准图集O5S502。进、排气阀设计为了满足管道在首次充水、事故检修后大量排气和正常使用时排除水中析出的少量气体，管道的适当位置必须设置排气阀门。根据管线纵断和分段阀门的布置情况，排气阀门要求具有在有压情况下能大量排气的功能。为了在事故或事故检修的情况下能迅速大量进气，管道上还须设置必要的进气阀门，进气阀门的口径根据管路纵断和排水阀门的布设情况。进、排气阀的设计安装位置，除了在管路的所有高

31、点外，还在平直管段每隔约1000m设置一个。其阀井制作型式见国家标准图集O5S502。根据国内和已知国外进排气阀门的技术及使用效果，设计采用进排气阀一体、具有在有压状态下能迅速排气功能的进、排气阀。为方便对进、排气阀进行检修，还在其前设置同口径的检修蝶阀，型号为D341X-10。3、输水管道穿越工程设计公路，此类型障碍段为交通枢纽，施工时不宜影响正常交通，而且施工距离短，两端场地容易布置工作井及接受井，设计采用机械破土法，顶管施工。顶管选用钢筋混凝土管，管内铺设钢管。4、钢制管道内防腐当前国内常采用的钢管内防腐方法可分为内壁涂衬水泥砂浆和涂刷环氧涂料两种方法，分述比较如下：（1）水泥砂浆衬里防

32、腐金属管道应考虑防腐措施。当金属管道需做内防腐时，不得采用有毒材料。钢管及球墨管内衬采用水泥砂浆，国外在20世纪30年代已开始采用，至今在金属管道内防腐方面仍占主导地位，美国和日本等国都制定了给水钢管水泥砂浆涂衬的技术标准。我国最早应用水泥砂浆衬里的钢管为上海在1933年涂衬的直径625mm钢管，至今已使用60多年未发现结垢和脱落。自60年代以来，我国已广泛地在埋地钢管中采用水泥砂浆衬里，其中大口径管道占有较大的比重。随着水泥砂浆衬里在埋地钢管内防腐的广泛应用，我国在1989年制定了埋地给水钢管道水泥砂浆衬里技术标准（CECS 10：89），使输水钢管采用水泥砂浆衬里在设计、施工检测方面有了依

33、据。技术标准中参考“引滦入津”工程和北京、大连等地的长距离输水管道水泥砂浆衬里的施工方法，提出人工涂抹和机械喷涂两种施工方法。1998年颁布的给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-97）对采用水泥砂浆做为钢管内涂衬的材料施工、验收等也都有明确的规定。因此采用水泥砂浆作为钢管及球墨管内涂衬在设计、施工、验收等方面都有了完整的依据。另外水泥砂浆涂衬尚可增加管道的刚度，即增加了钢管的安全性。但采用水泥砂浆涂衬现场施工较困难。（2）内壁涂刷环氧涂料防腐采用无毒环氧涂料作为钢管内防腐是近十年来新兴起的一种方法，具有涂层较薄、管道摩阻较小的优点。因此，本工程钢管内防腐设计采用无毒环氧涂料。5、管

34、道外防腐钢管道防腐处理是以延长钢管使用寿命，减少维修工程量，保证管道安全正常运行为宗旨，根据管路沿线土壤性质的不同及沿途水文地质条件、工程建筑条件的不同，可因地制宜的采取不同的防腐措施，采用不同的防腐材料。当前钢管道外防腐材料主要有石油沥青、环氧煤沥青、氯磺化聚乙烯漆、环氧砂浆或环氧煤集油砂浆及NSJ防腐涂料等。 外防腐材料性能比较表 材料内容石油沥青环氧煤沥青氯磺化聚乙烯漆环氧煤焦油沥青NSJ涂料备注附着力较强强强强强机械强度差高较好高高柔韧性差好好较好好绝缘性能好好好好好防腐性能差好好较好好耐水性能差好好好好阴极保护需要需要需要需要需要施工经验成熟成熟成熟较成熟较成熟大连地区施工方法复杂简

35、便简便简便简便除锈要求St3或Sa2.5St3或Sa2.5St3或Sa2.5St3或Sa2.5St2或Sa2加强级防腐层厚度(mm)80.40.50.80.2施工温度()55030255补修施工不便不便方便方便方便使用寿命5104030403040每平米造价(元)1854675060加强级 由上表可知，环氧煤沥青外防腐漆以使用寿命最长，价格较便宜优于其它防腐涂料。且符合中华人民共和国石油天然气行业标准埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准（SY/T0447-96），因此本设计推荐环氧煤沥青防腐漆作为外防腐涂料。表面预处理严格按照中华人民共和国石油天然气行业标准埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准

36、（SY/T0447-96）执行。6、钢管除锈钢管在进行内、外防腐处理前，应将内、外表面的油垢及氧化物等去除，焊缝不得有焊渣，毛刺。表面个别部位凹凸不平的长度不得超过5mm。消除管材表面的锈层有以下方法：（1）手工处理用刮刀、锉刀、钢丝刷或砂纸等将金属表面的锈层及氧化皮除掉，此方法简单易行，不受工作条件限制。（2）机械处理采用金刚砂轮打磨或用压缩空气喷石英砂（喷砂法）吹打金属表面，将金属表面的锈、氧化皮除净。喷砂除锈速度快、效果好，被处理的表面经喷打后呈粗糙状，能增加漆膜的附着力。（3）化学处理用酸洗的方法清除管材表面的锈层，氧化皮。用浓度1020%，温度1860的稀硫酸溶液浸泡1560分钟，或

37、用1015%的盐酸在室温下进行酸洗。为使酸洗时不损伤金属，在酸液中加入缓蚀剂，酸洗后要用清水洗涤，并用50%浓度的碳酸钠溶液中和，最后用热水冲洗23次，用热空气干燥，此种方法除锈效果好，但成本高。需要采取一定的劳保措施及具备一定的工作条件，且处理工艺较复杂，此方法适用于中、小口径管道除锈。本工程推荐采用喷砂法除锈，个别情况也可手工除锈。钢管表面的预处理必须满足SYJ400786 涂装前钢材表面处理规范的要求。 二、建筑设计 （一）厂区总平面设计厂区总平面设计遵循的具体原则如下：a、在满足工艺流程的前提下，加压泵站的总图布置，结合厂区地形条件，力求布局紧凑，使用方便，有利生产，方便生活，并尽量节

38、约资金和用地。b、整个厂区按生产、辅助生产、管理及生活等功能分为生产区、辅助生产区、生活区；各功能区之间既有便捷联系，又相互独立。建筑总平面布局根据水工艺要求合理划分，厂区设4.5m环状干道，以满足交通运输、消防通道的要求；同时，厂区外墙采用通透式铁艺形式，大门为不锈钢电动伸缩门，不设门卫。根据建、构筑物的平面位置合理设置道路坡度，以减少场地土方量为主要主导思想，在满足工艺流程的前提下进行设计，结合厂区内雨水采集口使雨水顺利排出厂区。整个厂区建筑总平面设计从环境、功能出发，遵循“以人为本”的设计理念，道路交通流线顺畅，建、构筑物及生产流程布局合理、紧凑、功能分区明确，符合现代化水厂的各项综合指

39、标要求。 （二）建筑造型设计为提升建筑环境的整体时代感，塑造新时期工业建筑的新形象，所有建筑外墙面均采用高级外墙面砖，局部玻璃幕墙、花岗石台阶，使建筑造型能够成为当地工业建筑的形象和标志。 （三）厂区绿化设计绿化环境设计是在建筑环境基础上，充分利用绿色植物，对厂区入口、地面、围墙、构筑物顶、局部墙面、内庭院等进行艺术包装，以构成立体的绿化体系，包括修建卫生防护带，绿化厂区道路、美化厂前生活区和主要入口，组建围墙和照明，设置建筑小品等等，其目的是塑造花园式厂区，创造温馨、宁静的生活、工作空间。本工程采用点、线、面相结合的方式对厂区进行绿化环境设计。绿化面积占厂区总面积的35%。面式绿化：既是在主

40、入口厂区、工艺生产线建筑物周围大面积设置绿化隔离带及栽植草皮，构筑整个厂区绿化环境的衬景。线式绿化：既是在厂区围墙四周、道路两侧种植体积高大乔木、配以灌木和低矮的绿篱等，由树木枝叶高低错落交织成立体的界面，利用它可起到限定空间的作用，将人们的视线收拢到厂区的优美环境之中，另外也起到了环保作用，还可以提高空气质量，保护水厂环境。点式绿化：既是在面式、线式绿化的基础上见缝插针，以艺术美观为原则，点缀花草树木，对绿化环境起到补充、提高的作用。另外，最重要的是结合绿化环境，在清水池顶、加压泵站周围布置一些小巧别致的环境小品，如：室内移动式花盆、建筑入口花池、树池、绿地花坛、雕塑、花架、草坪灯、投光灯等

41、，对提高环境品位、构造园林生态环境式厂区起到画龙点睛的作用。本工程的建筑设计者从“生态”的角度出发，对厂区及建筑室内外空间环境进行详细分析、精心处理，目的在于创造“可持续发展”的环境，让员工生活、工作在一个充满生机的花园式厂区内，同时也让我们的设计作品成为本地区的一个亮点。 （四）建筑技术设计厂区车行道为沥青混凝土路面，人行道采用彩色室外地砖铺砌。厂区建筑物外墙面采用高级面砖，室外台阶为糙面花岗岩面层。外门、外窗采用单框双玻塑钢门窗，室内外栏杆均为不锈钢材料。室内装修做法：室内地面采用仿大理石防滑地砖面层，规格500×500mm。走道板、设备基础等均采用室内地砖铺砌。所有建筑室内墙面

42、、顶棚均采用乳胶漆。控制室采用抗静电地板。门厅、走廊、值班休息室、卫生间均采用铝塑板吊棚。大门采用电动伸缩门；围墙采用铸铁通透式护拦。 （五）建筑防火消防设计依据现行的中华人民共和国国家标准GBJ16-2001建筑设计防火规范（2001年版）。在总平面布置上严格执行消防的有关规定。厂区主要道路全部为互通的环行道路，交叉路口转弯半径为8m。厂区消防系统采用低压消防系统。室外消火栓均沿厂区道路两侧布置，消火栓间距小于120 m，消火栓保护半径150m。泵房内采用手提式灭火器。厂区内各建筑物、构筑物除变配电间为一级耐火等级外，其余为二级。各建、构筑物防火间距均不小于10m。电气设备和线路均采取防护措

43、施。设备产品能够符合环境的要求。 三、结构设计 （一）主要设计参数(1)抗震设防烈度为7度。(2)基本风压为0.70KN/m2。(3)主要设计荷载：工作平台及走道板均布活荷载标准值：2.0KN/m2，地面堆积荷载标准值：10KN/m2，池外楼梯均布活荷载标准值：2.0KN/ m2，屋面活荷载标准值：0.5KN/ m2。 （二）结构材料本工程混凝土结构的环境类别为二类环境a或b，设计年限为50年。为保证钢筋混凝土结构的耐久性，当混凝土中的砂石骨料具有碱碳酸盐活性时，应禁止使用；当混凝土中的砂石骨料具有碱硅酸盐活性时，应采用低碱水泥，同时控制每立方米混凝土中含碱量不超过3.0kg。水泥宜采用硅酸盐

44、水泥或普通硅酸盐水泥。盛水构筑物及地下钢筋混凝土结构混凝土为C30、P6。上部结构混凝土为C25。钢筋采用HPB235（Q235）、HRB335（20MnSi）、HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）；钢板采用Q235B。毛石采用MU30，地下部分采用M10水泥砂浆砌筑，地上部分采用M5混合砂浆砌筑，砌体采用MU10烧结普通砖或烧结多空砖及混凝土空心砌块。混凝土外加剂、钢材、钢筋采用国家规定的产品。 （三）抗震设计（1）抗震设计原则本工程所设计的建（构）筑物，当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不致损坏或不需修理仍能继续使用。当遭遇本地区抗震设防烈度的地震

45、影响时，建（构）筑物不需修理或经一般修理后仍能继续使用。当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，建（构）筑物不致严重损坏或导致重大经济损失。（2）抗震设计措施本地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。对主要盛水构筑物、主要生产厂房、半地下钢筋混凝土结构和变配电间按7度设计，8度采取抗震措施；其它按7度设计，7度采取抗震措施。 四、电气设计 （一）设计范围本工程电气部分设计范围包括4座加压泵站电气设计。 （二）供电电源加压泵站均属于二级负荷。（1）加压首站的电源由污水处理中心内电源供电，电压等级为10KV，供电方式采用架空方式，导线选用钢芯铝绞线，架空线路距离为0.5

46、km。 （2）二级加压泵站的电源由台吉变电所引来一路水源专线供电，电压等级为10KV，供电方式采用架空方式，导线选用钢芯铝绞线，架空线路距离为5km。（3）三级加压泵站的电源由五间房变电所引来一路水源专线供电，电压等级为10KV，供电方式采用架空方式，导线选用钢芯铝绞线，架空线路距离为11km。（4）四级加压泵站的电源由东官变电所引来一路水源专线供电，电压等级为10KV，供电方式采用架空方式，导线选用钢芯铝绞线，架空线路距离为4km。 （三）负荷计算（1）加压首站设加压水泵3台，容量为75KW，工作方式2用1备。用电负荷如下表所示：用电部位负荷（KW）工作方式加压水泵752用1备其 它10合

47、计160用电设备补偿前功率因数为0.75，因电业部门规定用户的功率因数不能低于0.95，查表得知，当功率因数由0.75提高至0.95时，每1千瓦有功负荷需补偿无功功率Qc=0.554KVAR/KW，全部补偿无功功率为 Qc=160×0.554=89KVAR，无功功率自动补偿屏采用GGJ1型补偿屏，屏内设ZKW型自动补偿控制器一台，根据不同的负荷自动投切电容器，以达到补偿后功率因数在0.95以上。根据负荷计算，设一座ZBW1250KVA/10KV/0.4KV箱式变电站。（2）二级加压泵站设水泵3台，容量为45KW，工作方式2用1备；水泵4台，容量为220KW，工作方式3用1备。用电负荷

48、如下表所示：用电部位负荷（KW）工作方式加压水泵452用1备加压水泵2203用1备其 它40合 计790用电设备补偿前功率因数为0.75，因电业部门规定用户的功率因数不能低于0.95，查表得知，当功率因数由0.75提高至0.95时，每1千瓦有功负荷需补偿无功功率Qc=0.554KVAR/KW，全部补偿无功功率为 Qc=790×0.554=437.66KVAR，无功功率自动补偿屏采用GGJ1型补偿屏，屏内设ZKW型自动补偿控制器一台，根据不同的负荷自动投切电容器，以达到补偿后功率因数在0.95以上。根据负荷计算，加压泵站设一座ZBW11000KVA/10KV/0.4KV箱式变电站。（3

49、）三级加压泵站设加压水泵4台，容量为250KW，工作方式3用1备。用电负荷如下表所示：用电部位负荷（KW）工作方式加压水泵2503用1备其 它40合 计790用电设备补偿前功率因数为0.75，因电业部门规定用户的功率因数不能低于0.95，查表得知，当功率因数由0.75提高至0.95时，每1千瓦有功负荷需补偿无功功率Qc=0.554KVAR/KW，全部补偿无功功率为 Qc=790×0.554=437.66KVAR，无功功率自动补偿屏采用GGJ1型补偿屏，屏内设ZKW型自动补偿控制器一台，根据不同的负荷自动投切电容器，以达到补偿后功率因数在0.95以上。根据负荷计算，加压泵站设一座ZBW

50、11000KVA/10KV/0.4KV箱式变电站。（4）四级加压泵站设水泵3台，容量为110KW，工作方式2用1备；水泵4台，容量为90KW，工作方式3用1备；水泵4台，容量为185KW，工作方式3用1备。用电负荷如下表所示：用电部位负荷（KW）工作方式加压水泵1102用1备加压水泵903用1备加压水泵1853用1备其 它40合 计1085用电设备补偿前功率因数为0.75，因电业部门规定用户的功率因数不能低于0.95，查表得知，当功率因数由0.75提高至0.95时，每1千瓦有功负荷需补偿无功功率Qc=0.554KVAR/KW，全部补偿无功功率为 Qc=1085×0.554=601.0

51、9KVAR，无功功率自动补偿屏采用GGJ1型补偿屏，屏内设ZKW型自动补偿控制器一台，根据不同的负荷自动投切电容器，以达到补偿后功率因数在0.95以上。根据负荷计算，加压泵站设一座ZBW11250KVA/10KV/0.4KV箱式变电站。 （四）保护与控制在取水泵站、中途加压泵站箱式变电站低压总柜，采用低压断路器作为配电装置的过载及短路保护。在加压首站设3面GGDWRS75B1软起动柜，分别控制3台75KW的水泵。在二级加压泵站设3面GGDWRS45B1软起动柜，分别控制3台45KW的提升水泵；设4面GGDWRS220B1软起动柜，分别控制4台220KW的提升水泵。在三级加压泵站设4面GGDWR

52、S250B1软起动柜，分别控制4台250KW的水泵。在四级加压泵站设3面GGDWRS110B1软起动柜，分别控制3台110KW的提升水泵；设3面GGDWRS90B1软起动柜，分别控制3台90KW的提升水泵；设4面GGDWRS185B1软起动柜，分别控制4台185KW的提升水泵。 （五）照明设计照度按国家标准工业企业照明设计标准（GB5003492）设计。照明网络电压采用220/380V三相五线制系统。照明线路均采用铜芯塑料线穿管暗敷设。 （六）防雷、接地本工程建筑都不高，但鉴于特殊的地理环境，加压泵站均设防感应雷和直击雷的保护措施，在加压泵站高压进线终端杆处设避雷器，加压泵站在箱式变电站低压总

53、柜及进户总柜设SD150型浪涌保护器。电气、自控、仪表做统一接地体，接地电阻小于1欧姆，进出建筑物的电缆加过电压保护器。 （七）电能计量在加压泵站的箱式变电站低压总柜装设计量电度表，计量加压泵站的用电量。 五、自控、仪表及通讯设计该项目自动化部分设计范围包括：包括4座加压泵站的自动化设计。 （一）概述本系统为集散型控制系统，即可实行集中管理，又可进行分散控制，有效高度的可靠性、先进性和实用性。系统各部分有相对独立性，管理维护方便，检修系统的任意部分都不会影响其它部分的正常运行。 （二）设计原则（1）立足于系统的可靠性、先进性和实用性。（2）自控设备的硬件与软件都要留有扩充接口。模块的数量要有足

54、够的扩展余地。软件设计模块化，以便于用户程序的编辑、调试和修改。（3）在各个操作现场都设置有自动与手动的切换开关，手动开关用于现场操作和现场维修。（4）系统应配备完善的外围设备如避雷设备、不间断电源等系统保护设备。 （三）系统的构成、工作原理及功能本集散型控制系统可分为两级。系统工作原理：本系统为二级调度系统，第一级为加压泵站控制，采用工控机作为控制主机，PLC作为远程智能终端，按照预先编制的程序，采集、检测现场开关量、模拟量信号（现场设备运行状态）通过无线方式向上一级传送，并按照上一级指令控制现场设备运行，完成现场设备自动控制；第二级为供水调度中心，采用工控机作为控制主机，通过无线通讯系统采

55、集各个远程智能终端传送的数据，将数据整理、存储到数据库，按照系统控制算法，分析数据。依分析结果，向各远程智能终端发布控制指令，完成现场设备自动控制和生产调度管理，并将生产数据和打印生产日、月、年报表，将下一级传送的数据整理、存储到历史数据库，根据整理的数据，分析、判断生产运行状况，通过遥信方式下达调度指令，完成本系统生产调度功能。 系统功能：（1）数据采集功能：通过现场各种传感器、检测仪表将流量、液位等检测量送给现场控制终端；采集各加压泵站水泵工作状态（开/停）；电源供电情况（电流、电压等参数）；水池液位系统等相关参数。（2）数据传输功能：将现场采集到的数据通过无线方式直接传递自来水公司控制中心（生产调度）管理系统。（3）数据显示及分析功能：生产调度中心将获得的分类信息及数据，经过分析、加工、直观地、动画地显示出来，供生产调度指挥人员使用。（4）报警功能：系统可对加压泵站、配电设备、生产设备(水泵等)、水位超限等及时报警。（5）数据处理功能：可对历史数据进行存储、检索、