摘要：城市中水作為電廠主要水源已經越來越普遍，現結合某電廠一期工程工程實踐，從管道的技術和經濟性兩方面，對各種常用管材進行了技術經濟比較，推薦采用預應力鋼套筒混凝土管道作為電廠供水管材。同時認為PE管和夾砂玻璃鋼管在一定適用條件下也是比較好的中水輸送管材。
　　關鍵詞：長距離；中水；管道；技術經濟比較
　　1、工程概況
　　某電廠本期建設2×600MW機組，廠址位于市區北約5km，電廠循環水及鍋爐用水的補充水量約2388m3/h，采用市區污水處理廠經過二級生物處理的出水。
　　市區污水處理廠與電廠距離約35km，電廠廠址處地面標高比污水處理廠高約44m，采用一級升壓供水。因電廠有可靠的備用水源，中水供水管道采用單根管道供水。
　　2、長距離輸水工程管材的選擇
　　在電廠長距離輸水工程中，管材的選擇一般要根據工程的規模，管道的工作壓力，輸水距離的長短，工程的進度與重要性，以及工程所在地的地形、地貌、地質等情況，進行技術、經濟、安全等方面論證綜合比較后確定。
　　目前我國引進大量的新型管材和新的生產工藝，管材的優化尤為重要。目前長距離輸水工程大都在鋼管、球墨鑄鐵管、預應力鋼筋混凝土管與預應力鋼筒混凝土管、玻璃鋼管、PE管等方面選擇，以下結合本工程特點分別就各種管材進行論述。
　　2.1焊接鋼管
　　焊接鋼管是應用最普遍的管道之一。鋼管的優點是強度高，耐振動、重量輕、長度大、接頭少和加工接口方便等。缺點是易生銹，不耐腐蝕，因此必須采取防腐措施。本工程輸送介質為中水，根據《污水再生利用工程設計規范》（GB50335-2002）“再生水輸配水管道宜采用非金屬管道。當使用金屬管道時，應進行防腐蝕處理”的規定，工程采用焊接鋼管時，需對焊接鋼管進行防腐處理。
　　采用焊接鋼管內防腐工作量大，且施工質量不易保證。
　　2.2鑄鐵管和球墨鑄鐵管
　　鑄鐵管按材質可分為灰口鑄鐵管和球墨鑄鐵管。灰口鑄鐵管安裝方便，價格低廉，具有較強的耐腐蝕性，但由于灰口鑄鐵管口徑不大、材質不穩定，性質脆，不耐振動彎折，因此事故較多，在長距離輸水工程中很少采用。
　　球墨鑄鐵管具有鋼管的柔性及鑄鐵管的耐腐蝕性，其強度比鋼管大，延伸率也高出10%，運輸，吊裝性能好，采用柔性接頭，安裝省時省力。其缺點是價格較高。
　　2.3預應力鋼筋混凝土管
　　預應力鋼筋混凝土管因加工工藝簡單、造價低、較適合我國的經濟狀況而應用普遍。預應力混凝土管口徑一般在2000mm以下，工作壓力在0.4～0.8MPa。本工程中水輸送管道壓力較高，預應力鋼筋混凝土管不滿足要求。
　　2.4預應力鋼筒混凝土管（PCCP）
　　預應力鋼筒混凝土管是一種由鋼板、鋼絲和混凝土構成的復合管材。該管的特點是充分發揮了鋼材的抗拉、易密封性及混凝土的抗壓和耐腐蝕性，管道能承受較高的內壓與外部荷載，抗滲性及耐腐蝕性好。管子的接口采用鋼制承插口，并設橡膠止水圈(單膠圈或雙膠圈)，止水效果好，安裝方便，價格也比較低廉。缺點是管道轉向、分支、變徑時需要采用金屬配件，并且需要設計混凝土鎮墩。該管目前在廠外長距離輸送管線工程中應用十分廣泛。
　　2.5玻璃鋼管及夾砂玻璃鋼管
　　玻璃鋼管是一種新型的復合材料管，它主要以玻璃纖維紗作為增強材料和樹脂作為基體制成，玻璃鋼管應用十分廣泛。隨著玻璃鋼管的普及應用，又出現了夾砂玻璃鋼管（簡稱RPMP），這種管道不僅從性能上提高了管材剛度，而且降低了管道的成本。夾砂玻璃鋼管具有以下優點：
　　1）優良的耐腐蝕性能；
　　2）無毒害、無二次污染
　　3）比重小、重量輕，比重僅為鋼、鑄鐵管的1/4—1/5，混凝土的2/3。管道重量大約占同規格、同長度球墨鑄鐵管的1/4，混凝土管的1/10。因此，裝卸方便，易于安裝。
　　4）水力學性能優異、節能效果好。夾砂玻璃鋼管具有光滑的內表面，摩阻系數小，水力流體特性好。
　　目前夾砂玻璃鋼管道生產廠家良莠不齊，導致出現了一些工程事故，但只要從生產廠家和生產原材料等方面進行控制，也能滿足工程要求，并有成功的工程實例。當壓力較低，夾砂量較大時，管道價格低廉，能節省工程造價，適應于中壓及高壓供水的夾砂量很少的夾砂玻璃鋼管道或純玻璃鋼管道價格較高，主要用于石油工業等特殊用途，在長距離輸水工程中很少采用。
　　2.6PE管
　　PE管有如下特點：
　　1）優良的耐腐蝕性能；
　　2）無毒害、無二次污染
　　3）比重小、重量輕，接口材質、結構與管體本身均為PE材質，易于安裝。
　　4）水力學性能優異、與夾砂玻璃鋼管相近，節省能耗。
　　5）接口采用熱熔對接和電熔對接，施工簡單。
　　6）因管道斷裂伸長率較大，對地基的不均勻沉降力較強。
　　7）大口徑PE管道價格較高。
　　2.7鋼骨架塑料復合管
　　鋼骨架塑料復合管是將PE與鋼骨架熔為一體，相互交織的一種新型管材。它具有重量輕，強度高，耐腐蝕性能好，耐磨，安裝施工方便，管道內壁光滑，節能節材，壽命長等一系列優點。缺點是價格較高。鋼骨架塑料復合管最大口徑為500mm，難以滿足本工程輸水量要求。
　　3管道的技術經濟比較
　　管道的技術經濟比較方法采用電力工程中常用的“年費用最小法”，即將投資按計算出的年固定費用率分攤至每一年中，再加上升壓水泵年耗電電費等運行費為年總費用，其中年總費用值小者方案優，技術經濟比較結果見表1。技術經濟比較中數據取值如下：
　　1）根據《火力發電廠水工設計規范》，年固定費分攤率AFCR：
　　AFCR＝CR＋MR
　　CR――資金回收系數
　　MR――大修費率，可取2.5%。
　　資金回收系數計算公式：
　　CR＝i(1＋i)n/[(1＋i)n-1]
　　i――投資回收率；本工程i=9.42%。
　　n――工程經濟使用年限，可取n=20。
　　根據以上公式計算出AFCR＝13.78%
　　2）局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計算；
　　3）年運行小時數5500h，水泵小時耗電：N=9.8Qh/0.72,年耗電量：E=N•5500kW•h。其中水泵效率取0.8，電機效率取0.9；
　　4）因廠外電源采用城市電源，電費按鄭州市城市工業用電取值，為0.61元/kW•h。
　　5）工程造價中包含管材費、安裝費、建筑費。
　　4 結論
　　4.1采用DN900鋼套筒混凝土管道年總費用最小，鋼套筒混凝土管道在我國一些長距離重點輸水工程有較多的應用，因此本工程廠外中水供水系統首推DN900鋼套筒混凝土管道；
　　4.2在相同管徑的情況下，夾砂玻璃鋼管及PE管沿程水頭損失最小，年耗電量最少。其沿程水頭損失大約為其它各種管材的59%-62%；在相同輸水流量和水頭損失情況下，采用夾砂玻璃鋼管和PE管可減少一級管徑；
　　4.3本工程輸水壓力較高，夾砂玻璃鋼管夾砂量少，造價高，在壓力較低的輸水工程中，夾砂玻璃鋼管有造價優勢，其經濟性好于鋼套筒混凝土管道；
　　4.4大口徑PE管道造價偏高，小口徑PE管造價較低，當采用小管徑（直徑500mm以下）管道輸水時，PE管的經濟性也比較好。
　　參考文獻：
　　1、 火力發電廠水工設計規范DL/T5339-2006
　　2、 污水再生利用工程設計規范GB50335-2002