PVC管道与铸铁管PE管PCCP管的比较.docx
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PVC管道与铸铁管PE管PCCP管的比较
PVC管道与铸铁管、PE管、PCCP管的比较
PVC管道与铸铁管、PE管、PCCP管的比较
--管道性能比选
在国家大力推进地下管廊建设中，国内各个城市相继建设管廊工程，管廊内供水、排水管道的设计和材料的选择决定了工程质量。
地理位置
山东省聊城，经度:
115.97E，纬度:
36.45N，管廊内常年温度：
5-20°。
设计主要条件
综合指标评价：
①卫生指标②管道耐腐蚀度③成本寿命④摩擦系数⑤运行
入选材料：
PVC管、铸铁管、PE管、PCCP
入选管道参数:
口径:
dn1000mm 运行压力：
1.0Mpa
入选综合指标对比：
序号
性能指标
PVC管
铸铁管
PE管
PCCP
1
水质卫生
卫生无毒
易滋生微生物和铁锈菌
无毒
易滋生微生物
2
摩擦系数
0.007
0.13
0.007
0.14
3
耐腐蚀度
良好
需做防腐处理
良好
需做防腐处理
4
运行时管径变化
无
无
蠕变大
无
5
同流量/能耗
1.0
1.2
1.0
1.3
6
单管长度（米）
12
4-6
6
4
7
连接方式
插接
插接
焊接
插接
8
安装施工
简单
难度大
一般
难度大
9
寿命
＞50年
＞50年
＞50年
＞20年
注：
在同等输水量的情况下，因摩擦系数决定了流速，例如PVC、PE管口径是1000mm，铸铁管、水泥管选择的口径是1200mm。
管廊内环境和使用综合情况，管材的安装、密封、耐压、能耗、寿命、安装等综合造价，使用新技术高分子PVC管材比较适合，具有很高的性价比。
管材的选择与接口形式
PVC管道
东信公司致力于地下管廊中供排水管道的生产和研发，近几年开发了世界上最大口径的PVC管道dn1600mm，密封连接方式采用内置胶圈，所开发的PVC管道完全满足管廊中供水需求，在3.0Mpa试验压力下可实现无渗漏，保证了供水系统的安全性。
PVC管道重量轻，强度高（在正常使用条件下可承受1.0Mpa的工作压力），管壁摩擦阻力系数小，多适用于雨污水的重力排放，且管材具有优良的耐腐蚀性能，卫生性能优异，使用寿命较传统的铸铁、PCCP管材长。
高分子PVC管重量轻，柔韧性好，利于运输和安装，综合费用低；管材采用内置胶圈柔性连接，连接方式快捷，降低了工人劳动强度和施工费用。
比较适合廊内给、排水管网铺设。
铸铁管道
铸铁管道内衬水泥砂浆，防腐性能稍差，承压能力高，属于金属，刚性强，连接方式采用柔性连接，安装方便，由于管材自身重量大，施工周期慢，摩擦系数高，运行能耗较高，且长期使用管道内壁容易产生铁细菌，堆积过多造成通水不畅，廊内不宜选择。
PE管道
PE管道生产技术成熟，摩擦阻力系数小，具有优良的防腐蚀性能，卫生性能优异，连接方式采用热熔对接或电熔焊接，柔韧性好，焊接施工周期长，因受环境温度变化，外径尺寸蠕动变化较大，长时间架空敷设在内压作用下容易发生胀管现象，运行压力随着时间减小，因廊内环境常年有温差变化不宜选择。
PCCP管道
强度高起增强作用的钢骨架在使用过程中因电化学腐蚀作用，钢板和钢筋会不断出现生锈腐蚀，一般在使用十几年以后，强度开始随时间的延长而不断下降，直到破坏。
由于自重比较大，安装施工需要大型机械设备，在管廊内部施工不易实现。
综上所述，管廊内给水工程设计过程中通过方案比选能达到降低
投资和运行成本，从而达到降低供水价格的目的。
给水工程寿命期内的费用，由建设初期投资和经营期运行成本组成，建设期投资少，但运行成本高的方案，不一定寿命期内的总费用低；同样建设期投资多，但运行成本低的方案，也不一定是最经济的方案。
即给水工程设计方案比选应根据实际情况对筛选出的方案进行动态的经济计算，不仅比较工程建设期投资（静态费用），同时应考虑给水工程投产后的长期运行费用（动态费用），通过全面的分析，作出最经济的选择即选择费用（考虑初期投资和运行成本）最低的方案为实施方案。
PVC管材因其重量轻、水力条件好、使用寿命长、安装简单等优点在各种供水管网中应用日益普及。
而当今工程方案比选往往忽略动态费用（例日常运行费用等），影响了其推广应用。
为此，通过对PVC管材与传统管材的技术经济比较，为大口径PVC给水管的推广应用创造条件。
参考：
《室外给水设计规范》中华人民共和国国家标准
《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》中国工程建设标准化协会标准
压力排水下的dn800的数据对比
化学建材管选择PVC、传统管材选择铸铁管：
1、流速计算：
式中di:
管材内径（m）u：
管内水的平均流速（m/s）
Q：
管材输水量（m3/s）
球墨铸铁管DN800（K9级）流速
=1.15m/s
PVC管材流速
Φ800×19.6mm（0.63Mpa）管材
=1.27米/秒
结果表明,两种管材流速均在经济流速范围之内,是可行的。
2、水力计算：
●球墨铸铁管水力计算
球墨铸铁管内流速＜1.2m/s时，单位水头损失可由下式计算。
式中:
：
每米管道的水头损失（米）
：
管材内径（m）
：
管内水的流速（m/s）
代入得水力坡降系数
=0.0029m
●PVC管材水力计算
塑料管的沿程损失可计算如下：
水力摩阻系数λ由下式计算
先确定管内流体的雷诺数Re
=966216
式中Re：
管内流体的雷诺数
di:
管材内径（m）
u：
管内水的流速（m/s）
υ：
水在20℃下的粘度=1×10-6（m2/s）
故Φ800×19.6mm管材λ
=0.011
沿程水头损失由下式计算：
=0.0012米水柱
结果表明，PVC管材由于内壁相当光滑，单位长度水头损失小于同口径铸铁管材可有效降低水泵的扬程，节约运行成本。
3、水锤压力计算：
对停泵水锤压力增值可由以下公式计算：
其中压力波回流速度
式中
：
水锤压力（m）
：
流速变化，取平均流速
a：
压力波回流的速度（m/s）
：
水的重力密度取10×103N/m3
K：
水的体积模量取2200×106N/m2
Ep：
管材的弹性模量，PVC管材取3000×106N/m2，球墨铸铁管材取160000×106N/m2，
di：
管材内径
en：
管材壁厚
压力波回流速度计算：
球墨铸铁管材
=889.8m/s
则水锤压力增值
=104.4米水柱
PVC管材Φ800×19.6mm：
=267m/s
水锤压力增值
=35米水柱
计算结果表明：
因为PVC管材较球墨铸铁管材具有更低的弹性模量，水锤压力的增值明显降低，可有效防止水锤压力波动对管材本身造成的危害，提高管道运行的安全性能。
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