管道和设备工程基础知识讲解.docx
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1、第五章 管道和设备工程第一节 给排水、采暖、燃气工程 第二节 通风空调工程 第三节 工业管道工程第四节 静置设备与工艺金属结构工程考点一:给水系统1、室外给水系统(1)室外给水系统组成。1)取水构筑物。2)水处理构筑物。是将取来的原水进行处理,使其符合用户对水质的要求。3)泵站。用以将所需水量提升到要求的高度,可分为抽取原水的一级泵站、输送清水的二级泵站和设于管网中的加压泵站。4)输水管渠和管网。输水管是将原水输送到水厂的管渠,当输水距离10km以上时为长距离输送管道;配水管网则是将处理后的水配送到各个给水区的用户。5)调节构筑物。它包括高地水池、水塔、清水池等。用以贮存和调节水量。高地水池和
2、水塔兼有保证水压的作用。(2)室外给水管网安装。1)给水管网布置形式。给水管网有树状网和环状网两种形式。树状管网是从水厂泵站或水塔到用户的管线布置成树枝状,只是一个方向供水。供水可靠性较差,投资省。环状网中的干管前后贯通,连接成环状,供水可靠性好,适用于供水不允许中断的地区。2)给水管网管材选用和敷设方式。输送生活给水的管道一般采用塑料管、复合管、镀锌钢管或给水铸铁管。给水管道一般采用埋地铺设,应在当地的冰冻线以下,如必须在冰冻线以上铺设时,应做可靠的保温防潮措施。在无冰冻地区,埋地敷设时管顶的覆土厚度不得小于500mm,穿越道路部位的埋深不得小于700mm。通常沿道路或平行于建筑物铺设,给水
3、管网上设置阀门和阀门井。2、室内给水系统 室内给水系统按用途可分成生活给水系统、生产给水系统及消防给水系统。各给水系统可以单独设置,也可以采用合理的共用系统。 (1)室内给水系统组成。室内给水系统由以下几个基本部分组成:引入管(进户管):室外给水管网与室内给水管网之间的连接管段;水表节点:给水引入管上所装设的水表及其前后设置的阀门;配水管道系统:室内给水水平或垂直干管、立管、配水支管等组成的管道系统;给水附件:包括阀门、过滤器、减压孔板等;加压贮水设备:如水泵、水箱、贮水池、气压给水装置等;用水设备:生活、生产和消防给水系统管网终端用水点上的装置。(2)给水方式及特点。(可略)(3)给水管网的
4、布置方式。给水系统按给水管网的敷设方式不同,可以布置成下行上给式、上行下给式和环状供水式三种管网方式。其主要优缺点见表5.1.2。表5.1.2 管网布置方式使用范围及优缺点名称特征及使用范围优缺点下行上给式水平配水干管敷设在底层(明装、埋设或沟敷)或地下室天花板下。居住建筑、公共建筑和工业建筑,在利用外网水压直接供水时多采用这种方式。 图式简单,明装时便于安装维修,最高层配水的流出水头较低,埋地管道检修不便。上行下给式水平配水干管敷设在顶层天花板下或吊顶内,对于非冰冻地区,也有敷设在屋顶上的,对于高层建筑也可以设在技术夹层内。设有高位水箱的居住,公共建筑,机械设备或地下管线较多的工业厂房多采用
5、这种方式。 最高层配水点流出水头较高,安装在吊顶内的配水干管可能因漏水、结露损坏吊顶和墙面,要求外网水压稍高一些。环状式水平配水干管或配水立管互相连接成环,组成水平干管环状或立管环状,在有两个引入管时,也可将两个引入管通过配水立管和水平配水干管相连通,组成贯穿环状。高层建筑,大型公共建筑和工艺要求不间断供水的工业建筑常采用这种方式,消防管网有时也要求环状式。任何管段发生事故时,可用阀门关断事故管段而不中断供水,水流畅通,水头损失小,水质不易因滞流变质。管网造价较高。3、室内给水系统安装(1)给水管道管材的选用及连接。 1)钢管。有低压流体输送用镀锌钢管和无缝钢管。镀锌钢管:是应用于给水系统最多
6、的管材之一。钢管镀锌的目的是防锈、防腐、防止水质恶化、被污染,延长管道的使用寿命。管径100mm的镀锌钢管应采用螺纹连接,套丝时破坏的镀锌层表面及外露螺纹部分应做防腐处理;管径100mm的镀锌钢管应采用法兰或卡套式专用管件连接,镀锌钢管与法兰的焊接处应二次镀锌。无缝钢管:按制造方法分为热轧和冷轧两种。用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢制造。其有关标准见GB/T8163-2008。无缝钢管承压能力较高。常用连接方式为焊接和法兰连接。 2)给水铸铁管。 给水铸铁管:具有耐腐蚀、寿命长的优点,但是管壁厚、质脆、强度较钢管差,多用于DN75mm的给水管道中,尤其适用于埋地铺设。给水铸铁
7、管采用承插连接,在交通要道等振动较大的地段采用青铅接口。 球墨铸铁管:近年来,在大型的高层建筑中,将球墨铸铁管设计为总立管,应用于室内给水系统。球墨铸铁管较普通铸铁管壁薄、强度高。球墨铸铁管采用橡胶圈机械式接口或承插接口,也可以采用螺纹法兰连接的方式。球墨铸铁管也常用于室外给水系统。如北京城区内规定生活区室外埋地给水管道若用铸铁管材质,必须采用球墨铸铁管。球墨铸铁管采用橡胶圈机械式接口或承插接口,也可以采用螺纹法兰连接的方式。3)给水塑料管。 硬聚氯乙烯给水管(UPVC):适用于给水温度不大于45、给水系统工作压力不大于0.6MPa的生活给水系统。高层建筑的加压泵房内不宜采用UPVC给水管;水
8、箱的进出水管、排污管、自水箱至阀门间的管道不得采用塑料管;公共建筑、车间内塑料管长度大于20m时应设伸缩节。UPVC给水管宜采用承插式粘接、承插式弹性橡胶密封圈柔性连接和过渡性连接。管外径De63mm时,宜采用承插式粘接连接;管外径De63mm时,宜采用承插式弹性橡胶密封圈柔性连接;与其他金属管材、阀门、器具配件等连接时,采用过渡性连接。聚丙烯给水管(PP):适用于工作温度不大于70、系统工作压力不大于0.6MPa的给水系统。特点是不锈蚀,可承受pH值114范围内高浓度的酸和碱的腐蚀;耐磨损、不结垢,内壁均匀光滑,流动阻力小;可显著减少由液体流动引起的振动和噪声;防冻裂,PP材料弹性优良,管道
9、截面可随冻胀的液体一起膨胀而不会涨裂;PP材料属于不良导热体,可减少结露现象并减少热损失;重量轻、安装简单;使用寿命长,在规定使用条件下可使用50年。PP管材及配件之间采用热熔连接。 PP管与金属管件连接时,采用带金属嵌件的聚丙烯管件作为过渡,该管件与PP管采用热熔连接,与金属管采用丝扣连接。用于给水还有其他塑料管,如聚乙烯(PE)管,适用于输送水水温不超过40;交联聚乙烯管(PE-X);聚丁烯管(PB),适于输送水水温为-2090。4)其他管材。 可用于室内给水系统的管材还有铜管(薄壁铜管、厚壁铜管)、不锈钢管(薄壁型、螺纹型)、复合管(铝塑复合管、PVC衬里钢管、PE衬里钢管)等。铜管和不
10、锈钢管强度大,比塑料管材坚硬、韧性好,不易裂缝,不易折断,具有良好的抗冲击性能,延展性高,可制成薄壁管及配件。更适用于高层建筑给水和热水供应系统中。铜管连接可采用专用接头或焊接,当管径22mm时宜采用承插或套管焊接,承口迎介质流向安装;当管径22mm时宜采用对口焊接。不锈钢管 铜管复合管是金属与塑料管混合型材料,现有铝塑复合管和钢塑复合管两类,它结合金属管材和塑料管材的优点,适用范围大,是很有前途的给水管材。适用于输送自来水、生活热水。 给水管道的材料应根据水质要求和建筑物的性质选用,其使用条件见表5.1.3。钢塑复合管 表5.1.3 给水管道材料选用表管道类别条 件适 用 管 材建筑物性质室
11、 内冷水管DN150mm低压流体输送用镀锌焊接钢管一般民用建筑DN150mm镀锌无缝钢管De160mm给水硬聚氯乙烯管De63mm给水聚丙烯管、衬塑铝合金管一般或高级民用建筑DN150mm薄壁铜管高级、高层民用建筑DN150mm球墨铸铁管(总立管)热水管DN150mm低压流体输送用镀锌焊接钢管一般民用建筑薄壁铜管高级民用建筑De63mm给水聚丙烯管、衬塑铝合金管饮用水DN150mm薄壁铜管、不锈钢管De63 mm给水聚丙烯管、衬塑铝合金管室外冷水管DN150mm低压流体输送用镀锌焊接钢管地上DN65mm低压流体输送用镀锌焊接钢管地下DN80mm给水铸铁管De=20630mm给水硬聚氯乙烯管(2
12、)室内给水管道安装。室内给水管道的敷设有明装或暗装两种形式。明装时,管道沿墙、梁柱、天花板、地板等处敷设。暗装时,给水管道敷设于吊顶、技术层、管沟和竖井内。暗装时应考虑管道及附件的安装、检修可能性,如吊顶留活动检修口,竖井留检修门。给水管道的安装应按引入管、水平干管、立管、水平支管顺序安装,亦即按给水的水流方向安装。1)引入管的敷设。2)干管安装。 给水管与其它管道共架或同沟敷设时,给水管应敷设在排水管、冷冻水管上面或热水管、蒸汽管下面。如果给水管必须铺在排水管的下面时,应加设套管,其长度不小于排水管径的3倍。给水管道穿过地下室外墙或构筑物墙壁时,应采用防水套管。3)立管、支管安装。 (3)管
13、道防护及水压试验。1)管道防腐。为防止金属管道锈蚀,在敷设前应进行防腐处理。管道防腐包括表面清理和喷刷涂料。表面清理一般分为除油、除锈和酸洗三种。喷刷的涂料分为底漆和面漆两类,涂料一般采用喷、刷、浸、洗等方法附着在金属表面上。埋地的钢管、铸铁管,一般采用涂刷热沥青绝缘防腐,在安装过程中某些未经防腐的接头处也应在安装后进行以上防腐处理。2)管道防冻防结露。其方法是对管道进行绝热,由绝热层和保护层组成。常用的绝热层材料有聚氨酯、岩棉、毛毡等。保护层可以用玻璃丝布包扎,薄金属板铆接等方法进行保护。管道的防冻防结露应在水压试验合格后进行。3)水压试验。给水管道安装完成确认无误后,必须进行系统的水压试验
14、。室内给水管道试验压力为工作压力的1.5倍,但是不得小于0.6MPa。4)管道冲洗、消毒。生活给水系统管道试压合格后,应将管道系统内存水放空。各配水点与配水件连接后,在交付使用之前必须进行冲洗和消毒。冲洗顺序应先室外,后室内;先地下,后地上;室内部分的冲洗应按配水干管、配水管、配水支管的顺序进行。管道冲洗宜用清洁水进行。饮用水管道在使用前用每升水中含2030mg游离氯的水灌满管道进行消毒,水在管道中停留24h以上。消毒完后再用饮用水冲洗,并经有关部门取样检验,符合国家生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)方可以使用。(4)给水附件设置及安装。常用的给水附件有:水表、阀门、止回阀、减压阀、
15、倒流防止器等。 1)水表。直接由市政管网供水的独立消防给水系统的引入管,可以不装设水表。住宅建筑应在配水管上和分户管上设置水表。安装螺翼式水表,表前与阀门应有810倍水表直径的直线管段;其他(旋翼式、容积活塞式等)水表的前后应有不小于300mm的直线管段。2)阀门。给水管网上应设置阀门:如引入管、水表前后和立管、环状管网分干管、枝状管网的连通管处。工艺要求设阀门的生产设备配水管或配水支管处。公称直径DN50mm时,宜采用闸阀或球阀;DN50mm时,宜采用闸阀或蝶阀;在双向流动和经常启闭管段上,宜采用闸阀或蝶阀,不经常启闭而又需快速启闭的阀门,应采用快开阀。3)倒流防止器。也称防污隔断阀,是一种
16、严格限定管道中的压力水只能单向流动的水力控制组合装置。一般适用于清水或物理、化学性质类似清水且不允许介质倒流的管道系统中。连接方式有螺纹连接和法兰连接。安装技术要求:安装前应彻底冲洗所有管道;倒流防止器应安装在水平位置,方便调试和维修,并能及时发现水的泄放或故障的产生,安装后倒流防止器的阀体不应承受管道的重量,并注意避免冻坏和人为破坏;倒流防止器两端宜安装维修闸阀,进口前宜安装过滤器,至少一端应装有可挠性接头;泄水阀的排水口不应直接与排水管道固定连接,应通过漏水斗排放到地面上的排水沟,漏水斗下端面与地面距离不应小于300mm。4)软接头。软接头在管道中起防振、防噪作用,主要用于有振动、噪声较大
17、或穿沉降缝的地方,其材质有橡胶、不锈钢等,不锈钢材质的软管叫金属软管。具体连接形式有螺纹连接、法兰连接、绑接等。(5)给水设备设置。建筑给水设备包括水泵、水箱、贮水池、气压给水装置等。1)贮水池。2)水箱。水箱用于贮水和稳定水压。水箱按照功能不同分为生活水箱、膨胀水箱、凝结水箱、消防水箱、生产水箱等。水箱的形状有方形、矩形、球形等不同形式。水箱的材质通常有钢筋混凝土、热镀锌钢板、玻璃钢、搪瓷钢板、塑料、不锈钢等。3)水泵。在建筑给水系统中一般采用离心泵。每台水泵的出水管上应装设止回阀、阀门和压力表。并应设防水锤措施,如气囊式水锤消除器、缓闭止回阀等。建筑物内的水泵应设置减振措施。4)气压给水设
18、备。气压给水设备有定压式、变压式、气水接触式和隔膜式等多种形式。5)给水处理设备。给水处理设备主要是对原水进行过滤、杀菌、消毒、灭藻、除垢、净化等,使原水达到使用标准的装置。电子水处理器。水质净化器。适用于混合废水的治理、给水净化、自来水供给等。水箱自洁器。其用于水箱的灭菌消毒。具有机电一体化设计、纯物理法处理、无需添加化学药剂、使用方便、维护简单等诸多优点。紫外线杀菌设备。用于管道内的灭菌消毒。紫外线消毒设备是利用高强度的紫外线杀菌灯照射,破坏细菌和病毒的DNA等内部结构,从而达到杀灭水中病原微生物的消毒装置。不改变水质、物理特性、化学特性因此在二次供水、食品生产、饮用水、给排水、化工、泳池
19、、等很多行业应用范围广泛。其体积小、重量轻、耗电少、寿命长、成本低,与其它杀菌方法相比具有显著的优越。例 题 解 析1.1 在无冰冻地区, 城市配水管网埋地铺设于车行道下时,埋深不小于( )。A.0.4m B.0.5m C.0.7m D.1.0m解题要点:给水管道一般采用埋地铺设,应在当地的冰冻线以下,如必须在冰冻线以上铺设时,应做可靠的保温防潮措施。在无冰冻地区,埋地敷设时管顶的覆土厚度不得小于500mm,穿越道路部位的埋深不得小于700mm。所以答案为:C。1.2 近年来,在大型的高层民用建筑中,室内给水系统的总立管宜采用的管道为( )。 A. 球墨铸铁管 B. 给水铸铁管 C. 给水硬聚
20、氯乙烯管 D. 给水聚丙烯管解题要点:近年来在大型的高层建筑中,将球墨铸铁管设计为总立管,应用于室内给水系统。球墨铸铁管较普通铸铁管壁薄、强度高。球墨铸铁管采用橡胶圈机械式接口或承插接口,也可以采用螺纹法兰连接的方式。【拓展】给水铸铁管具有耐腐蚀、寿命长的优点,但是管壁厚、质脆、强度较钢管差,多用于DN75mm的给水管道中,尤其适用于埋地铺设。给水铸铁管采用承插连接,在交通要道等振动较大的地段采用青铅接口。所以答案为:A。1.3 UPVC给水管,当管外径De63mm时,宜采用的连接方式为( )。 A.承插式粘接 B.承插式弹性橡胶密封圈柔性连接 C.焊接 D.法兰连接解题要点:UPVC给水管宜
21、采用承插式粘接、承插式弹性橡胶密封圈柔性连接和过渡性连接。UPVC管外径De63mm时,宜采用承插式粘接连接;管外径De63mm时,宜采用承插式弹性橡胶密封圈柔性连接;与其他金属管材、阀门、器具配件等连接时,采用过渡性连接,包括螺纹或法兰连接。所以答案为:B。1.4 某塑料管材,适用于系统工作压力不大于0.6MPa,工作温度不大于70室内给水系统。采用热熔连接,该管材为( )。 A.给水聚丙烯管 B.聚乙烯管 C. 工程塑料管 D.给水硬聚氯乙烯管解题要点:聚丙烯给水管(PP):适用于工作温度不大于70、系统工作压力不大于0.6MPa的给水系统。PP管材及配件之间采用热熔连接。 PP管与金属管
22、件连接时,采用带金属嵌件的聚丙烯管件作为过渡,该管件与PP管采用热熔连接,与金属管采用丝扣连接。所以答案为:A。1.5室内给水管上阀门设置正确的( )。A.DN50mm,使用闸阀和蝶阀 B.DN50mm,使用闸阀和球阀C.DN50mm,使用闸阀和球阀 D.DN50mm,使用球阀和蝶阀解题要点:公称直径DN50mm时,宜采用闸阀或球阀;DN50mm时,宜采用闸阀或蝶阀;在双向流动和经常启闭管段上,宜采用闸阀或蝶阀,不经常启闭而又需快速启闭的阀门,应采用快开阀。所以答案为:B。考点二、排水系统1、排水系统分类根据所接纳的污废水类型不同,可分为生活污水管道系统、工业废水管道系统和屋面雨水管道系统三类
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