排水系统组成及对应功能（排水系统组成及对应功能图）

大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于排水系统组成及对应功能的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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本文目录:

• 1、虹吸排水系统的虹吸排水系统组成部分

• 2、屋顶绿化主要构造和技术手段？

• 3、石化企业排水系统和安全措施设计？

• 4、煤矿自动化排水系统设计及应用？

一、虹吸排水系统的虹吸排水系统组成部分

用于虹吸式屋面雨水排水系统的雨水斗。它具有气水分离、防涡流等功能。其斗前水深可有效控制，当斗前水位稳定达到设计水深时，系统内形成虹吸满管压力流。

一般来说，雨水斗的设计是整个虹吸系统的能否按设计要求工作的关键所在之一，它的稳流性越好，产生虹吸所需的屋面汇水高度越低，总体性能就越优越。

标准型的雨水斗，它是由雨水斗底座（PE材料），碟片（ASA），格栅顶盖(PE)组成。另外根据需要可提供通用型的绝缘底座，固定件，法兰片，焊接片，防火保护帽，微型加热电圈等配件。雨水斗额定流量分12L/s 、25L/s、40L/s、60L/s和72L/s等，最常用的为25L/s和40L/s两种额定流量的雨水斗。

压力流(虹吸式)雨水斗材质为HDPE、铸铁或不锈钢。其各部分有不同的结构功能。雨水斗置于屋面层中，上部盖有进水格栅。降雨过程中，雨水通过格栅盖侧面进入雨水斗，当屋面汇水达到一定高度时，雨水斗内的反涡流装置将阻挡空气从外界进入同时消除涡流状态，使雨水平稳地淹没泄流进入排水管。虹吸式雨水斗最大限度减小了天沟的积水深度，使屋面承受的雨水荷载降至最小，同时提高了雨水斗的额定流量。目前比较领先的产品，完全可以做到部分通用。它的最大优点在于对于不同功能及材料的屋顶系统，产品具有广泛的适用性。换句话说，一种雨水斗通过于相应的配件组合就能适合不同的屋顶，例如：混凝土屋顶，金属屋顶，木屋顶，考虑人行走或绿化的屋顶，屋面不平呈梯形结构的屋顶等。雨水斗是整个虹吸系统的关键部分。对于整个虹吸式屋面雨水排放系统而言，最主要的就是要避免空气通过雨水斗进入整个系统。如果空气直接进入雨水斗，会在管道内形成气团，这样会大大降低系统排水效率，最终和传统重力式排水系统一样。因此，虹吸式屋面雨水排放系统所采用的雨水斗必须具有优化设计的反涡流功能的盖罩，防止空气通过雨水斗入口处的水流带入整个系统，并有助于当斗前水位升高到一定程度时，形成水封完全阻隔空气进入。雨水斗的设计安装也有一定严格的要求:

（1）雨水斗离墙至少1米。

（2）雨水斗之间距离一般不能大于20米。

（3）平屋顶上如果是沙砾层，雨水斗格栅顶盖周围的沙砾厚度不能大于60mm，最小粒径必须为15mm。

（4）如果雨水斗是安装在檐沟内，且采用焊接件的话，檐沟的宽度至少是350mm，檐沟内的雨水斗安装开口为70mm x 270mm至290mm x 290mm。

（5）如果雨水管是安装在混凝土屋顶面层内，那么屋顶至少有160mm厚。

（6）断面呈连续梯形的屋面雨水斗开口，为安装固定件，尺寸必须是280mm x 280mm，如果开口大于300mm x300mm，屋顶则需加固。

（7）如果屋顶是混凝土的，雨水斗下连的雨水管管径至少是35mm (用电焊管箍连接件连接)，与此对应的屋顶厚度是180mm至190mm。

（8）带隔离层的屋顶隔离层厚度至少40mm。如果隔离层厚于180mm，雨水斗的底座必需延伸至能与管径56mm的连接管相连的恰当长度。 管道作为虹吸式屋面雨水排放系统最主要的部分，必须确保系统安全可靠，高效持续的运行。虹吸式系统作为一个特殊的排水系统，其管道必须保证完全的密封性和完备的防火措施，并且做到尽可能降低噪声，吸收震动，抗击冲击外力，最大程度满足抗温度变化引起的形变。管道的完全抗渗漏并不意味着系统密封性得到满足。一般情况下，对于抗渗漏的要求是允许发生小范围的渗漏，只要有补救措施即可。但是虹吸系统一旦发生渗漏，并不易发现。当突然出现暴雨的降雨强度，则可能立即造成整个系统崩溃。进而因为屋面雨水无法及时排放，超过屋面可负荷的荷载强度，引起屋面坍塌。当然，微小的不密封并不一定会造成渗漏，但是足以造成漏气，一旦排水管道内出现气团，虹吸式排水的效率马上大大降低，严重的甚至会破坏虹吸作用。由于虹吸系统是利用负压排水的，因此管道的管壁必须具备相当的承压能力。但是也不是完全的刚性体。因为虹吸系统的负压一般不大于-0.08Mpa。过大的负压会导致管内水流流速过快，发生气蚀现象，对于金属管道或者是金属质地的连接处产生极大的伤害（-0.09Mpa已经接近气蚀的临界值）。同时负压过高也会给系统带来极大的震动，减少系统的使用寿命。

HDPE管材的优良特性

HDPE管道是在热力条件下生产的，材料本身的张力在制造过程中已消减，所以成品以后可能产生的尺寸微变不会有任何危害，将热胀冷缩引起的危害降至最小。从物理和化学性质上看，HDPE管道的防腐能力极强，不受各种酸、碱、盐所引起的电化学反应的影响。HDPE管道比金属管更耐磨损。抗极端温度在 – 40c ～100c。管子重量轻，施工方便，可以事先预制，安装工效大大提高。 运输方便 HDPE密度低、重量轻、耐久性能好、便于运输及施工安装 连接方式方便灵活 可采用不同的连接方法，如：对焊、电焊管箍连接、法兰连接、螺纹连接、伸缩管接头等。HDPE还可以和钢管，铸铁管等其它管材的管道连接。只需通过专门的电加热电焊机就可以进行操作 柔压性好 管道在外荷载作用下，不会破裂，能抵抗冲击压力，减少水锤冲击破坏，保证系统安全运行，维持虹作用的负压 抗寒性 HDPE满管水结冰的情况下，会随着弹性伸缩，冰融化后恢复原状，避免了低温结冰对管子的破坏 曲绕性 HDPE具有良好的柔韧性，可蠕变。在穿越伸缩缝或受外力震动影响时，管子能随震动偏移，不会遭到破坏 导热系数低 HDPE导热系数低，间歇性的热水排放不会影响建筑内环境温度 抗磨损性 HDPE有很好的柔韧性，具有良好的抗磨损性 抗冲击、挤压 HDPE管具有良好的抗冲击性能，避免在低温下被撞击而破损，能够长期在负压力作用下安全使用。在安装时，如有硬物作用于管材，HDPE能够通过蠕变消除应力集中，避免开裂造成漏水 抗热性 HDPE在80度高温通水使用中，在不受外力干扰下，可以安全的使用，并能在较短时间内承受100度水温 防结露 HDPE导热系数为0.43w/mk,属于不良导热体，较金属、PVC管不易结露，避免污染了建筑装饰 牢固性 HDPE焊接牢固，焊缝强度等于或大于管材强度，暗装安全可靠 低噪音 HDPE管是软性材料，弹性模量低，产生的噪音小，提供了好的居家、办公环境 抗阳光辐射 HDPE管材含有炭黑，黑色材料抵抗紫外线，起到抗老化，脆化作用 抗化学性 HDPE是惰性材料，不易与其他物质发生化学反应 防堵塞 HDPE管材内壁光滑，水利条件好，流量大，不会产生沉积现象 非毒性 HDPE无毒无味，卫生安全可靠，可用于食品生产线和饮水管道。燃烧后产生二氧化碳和水，不会产生有害气体 HDPE管作为一种新型的节能管材，从我国目前建筑行业住宅产业化，设计标准化，材料集约化，建筑生产施工工厂化，管理科学化的发展趋势来看，是有很大的发展潜力。

HDPE管与PVC及铸铁管相比较

①由碳水化合物组成，对人体及动植物无害。使用周期长，焚烧后不产生有害物质（如PVC焚烧后会产生盐酸），生产及运输过程中比铸铁管小号更少的能源。

②排水管表面光滑，排水能力是铸铁管的1。5倍；

HDPE 0.0015~0.015mm；新铸铁管 0.2~0.3；

旧铸铁管 0.5~1.6。

③相同管径坡度，HDPE管排水能力远远高于铸铁管。

坡度：i=0.025，充满度：h/d=0.5时：

铸铁管Dn50=0.64L/s，Dn75=1.9，Dn100=4.08；

HDPE管Dn50=1.32L/s，Dn90=3.59，Dn110=6.12。

④HDPE是非极性材料，使用过程中不结垢，排水能力不下降。 对比项目 PVC 铸铁管 HDPE 性质 极性、易结垢、不腐蚀、易老化 极性、易结垢、易腐蚀、易老化 非极性、不易结垢、不易腐蚀、不易老化 长期使用流通能力 下降 迅速下降 不下降 （极性：分子间作用较强，强度高，拉伸好，但是抗冲击、抗弯性能差，吸水率高。）

⑤HDPE排水重量轻、强度高，满足现代建筑要求。 HDPE 50*3.0 0.453kg/m 75*3.0 0.7kg/m 铸铁管 50 5.75kg/m 75 9.16kg/m ⑥热熔连接，安全可靠。 对比项目 PVC 柔性铸铁 HDPE 安装辅材连接方式 粘结剂粘接 橡胶密封圈、不锈钢卡箍连接 不需辅材、热熔连接 接口成本 低 高 低 接口安全性 容易产生集中导致破损。不可靠、连接容易 不能拉伸、偏转角度小于5度、连接困难 接口强度超过管材1到3倍，弯曲半径8dn。可暗埋，连接容易 截断 刀、锯 切割机 专用剪子 搬运 容易 困难 容易 最大试压强度 0.38mp以下 0.35mp 0.6mp ⑦HDPE管防噪音效果好，提高生活环境质量。

各种管材在某一相同测试条件下，HDPE属于弹性材料，弹性模量低，密度小，能最大限度避免噪音，防止噪音传播。

⑧HDPE排水管抗冲击性能好，安全性高，可保证放心使用50年。

HDPE排水管抗冲击性能远好于PVC。HDPE属于柔性材料，在GB/T标准中无抗冲击性能检测的要求。HDPE管断裂伸长率大于350%，最高可用于240m建筑中。

HDPE管能够使用在0.6Mp的压力下，也可用于有压排水中。

PVC管非常脆，在正负压的反复作用下易产生疲劳破损。（在高层建筑中更为明显）

⑨施工安全性高

施工现场意外撞击、摔打，对HDPE排水管的影响较小，在低温下搬运、施工不易破损，也不会留下隐患。

一般的PVC排水管在常温下，尤其在低温下，非常容易破损，在施工中必然留下隐患，给用户和施工单位都带来巨大的损失。

对北京、上海、重庆、广州、哈尔滨等城市的排水管使用状况调查显示：约35%的业主反映排水管存在漏水问题，绝大多数是PVC管。 安装固定系统的主要功能是辅助安装与固定管道。虹吸式雨水管道系统的固定装置包括与管道平行的方形钢导轨，管道与方形钢导轨间的连接管卡(根据不同的管径，每隔0.8至1.6米布置管卡)，用于固定钢导轨的吊架及镀锌角。安装固定系统还包括管卡配件，这些配件可以固定管道的轴向，利用锚固管卡安装在管道的固定点。气水混合流的排水过程中，有一个非常重要的要求，是关于在系统各部位内负压的限制，规定负压不得低于-0.8公斤。其原因在于，当负压在-0.92公斤左右时，系统内的气泡会在压力的作用下破裂，使整个管道说系统产生剧烈振动。 因此，为保证系统的正常运行，管道振动的危害是一个不容忽视的问题。如果振动不加以防范，可能会影响减少建筑结构的使用寿命，也可能会导致整个系统的破坏。安装固定系统的主要功能之一是吸收这些振动，从而避免振动对建筑结构产生影响。由于温度的变化，管道必然会发生热胀冷缩的现象。在系统内部形成拉力或压力，对于管道连接处形成作用。

安装固定系统可以防止在刚性安装的排放系统中，由于热胀冷缩受到阻隔而产生的力会对建筑结构的破坏，吸收热胀冷缩导致的管道位移。同时，还可以避免管道因为悬挂受力而变形。

无论是系统震动带来的外力，还是热胀冷缩引起的内力，甚至是悬挂管道承受的重力，都由连接件传至方形导轨，避免引起系统的变化，减少对于建筑结构的影响。

固定系统除了可以起到固定管道，转移管道受力的作用，还有助于增加屋面到水平管的间距，而不影响管道的水平受力。

总而言之，固定系统虽然是虹吸式雨水排放系统的辅助部分，却起到至关重要的保护的作用。

在整个降雨过程中，随着降雨量的增加或减小，悬吊管内的压力和水流状态会出现反复变化的情况。

与悬吊管相似，立管内的水流状态也会从附壁流逐渐向气泡流，气水浮化流过渡，最终在虹吸作用形成的时候，出现接近单向流的状态。

通过对管道的管径、高差的控制，可以实现对管道内雨水的流态的控制，使系统大部分时间工作在虹吸压力满管流的流态。使管道内满管流形成一定的负压，斗前水面受到管道内外压差的作用，增大了管道的流量，大大增强了雨水系统的排水能力。这便是虹吸式雨水排放系统的工作原理。与传统雨水系统相比，虹吸雨水系统管径小，排水量大，立管少，对建筑立面和空间影响小。

二、屋顶绿化主要构造和技术手段？

屋顶绿化主要构造和技术手段有哪些呢，下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。

屋顶绿化的主要构造层:种植区构造层由下至上主要由保护层、排（蓄）水层、过滤层、基质层、植被层组成。在实际的屋顶绿化施工的过程中，以上几个基本的结构是缺一不可的，每个步骤都关系到整个屋顶以后植物的生长状况。屋顶绿化的主要构造层保护层保护层包括防水层和防根层，有时两者合而为一。保护层主要有两个作用，防水和防止植物根系的穿透，有时分为防根层和防水层，有时合二为一。对于保护层的要求，除了防止雨水和灌溉水的渗入，也要求防水层能长时间抵抗植物根系的穿透能力。保护层一般有合金、橡胶、PE（聚乙烯）和HDPE（高密度聚乙烯）等材料类型，用于防止植物根系穿透保护层。这些材料，都有很强的可加工性和根稳定性，并且抗拉强度高、承载能力强，是很好的屋顶绿化保护材料。(蓄）排水层（蓄）排水层一般包括（蓄）排水板、陶砾（荷载允许时使用）和排水管（屋顶排水坡度较大时使用）等不同的（蓄）排水形式，用于改善基质的通气状况，迅速排出多余水分，有效缓解瞬时压力，并可蓄存少量水分。一些适合做排水层的材料，其特性也适合做保护层，就没有必要在排水层下边再附加保护层。目前市场上有许多保护层和蓄排水层结合在一起的产品。但是，有些材料类如沙砾、碎石、珍珠岩，陶粒、就应该附加保护层。一些由组合矿物质构成的例如破碎的膨胀粘土和膨胀页岩，来自拆除建筑物的混凝土、砖砌体或者砖瓦等，还有用膨化旧玻璃的泡沫玻璃等，都很适合做（蓄）排水层。过滤层过滤层的作用是阻止基质进入排水层。过滤层要保证有排水的功能，除此之外，还要有防止排水管泥沙淤积的作用。一般采用既能透水又能过滤的聚酯纤维无纺布等材料。基质层基质层是指满足植物生长条件，具有一定的渗透性能、蓄水能力和空间稳定性的轻质材料层。用于屋顶绿化的种植基质需具备三个基本条件：有一定的保水保肥能力，透气性好；有一定的化学缓冲能力，保持良好的水、气、养分的比例等。第四，重量轻，理想的基质容重应该在0.1～0.8T/m3，最好在0.5T/m3。基质主要包括改良土和超轻量基质两种类型。改良土由田园土、排水材料、轻质骨料和肥料混合而成；超轻量基质由表面覆盖层、栽植育成层和排水保水层三部分组成。种植层屋顶绿化植物的选择应用，是屋顶绿化过程中极其重要的一个环节。植物选择原则：以低矮灌木、草坪、地被植物和攀援植物等为主，尽量不用大型乔木，有条件时可少量种植耐旱小型乔木；选择须根发达的植物，不宜选用根系穿刺性较强的植物，防止植物根系穿透建筑防水层；选择易移植、耐修剪、耐粗放管理、生长缓慢的植物；选择滞、尘抗、污抗风、耐旱、耐高温、耐寒、耐盐碱、抗病虫害的植物。由于景天类植物具有耐旱、耐寒、耐高温、根系浅、植株低矮、易成活、四季可观赏等诸多特性，常被应用在屋顶绿化中，尤其常应用于植被屋面。矮小的灌木及多年生草花也可根据栽培基质的厚度或灌溉的有无选择和应用。藤蔓类植物品种多，绿量大，管理粗放，对于屋顶设备和广告架的覆盖绿化，有着独到的作用。另外，日本和欧洲也采用苔藓植物进行屋顶绿化，苔藓不需要土壤，只依靠太阳和雨水就能生长。苔藓可保水的程度大约在自重的20倍。其中砂藓、灰藓耐干旱性强，对形成一般植物生长生物层困难的高层大楼屋面、坡度较陡的斜屋顶均可使用。把土壤、砂子、秸秆、废旧纸张等和砂藓、灰藓均衡的组合在一起，不使用任何化学合成材料，在屋顶固定好即可。而且成本低，不需要维护。屋顶绿化的施工屋顶绿化施工时，应按照屋顶的构造结构层，一步步地操作，并认真检测，以保证施工质量。保护层的铺设与检测保护层铺设在排（蓄）水层下，搭接宽度不小于10cm，并向建筑侧墙面延伸15cm～20cm，高于基质表面15cm以上。对屋顶绿化施工的验收应重点放在保护层的防水性能和根的防护性能上。检测的方法有积水法、喷灌法、烟气法、外观检测法等。（蓄）排水层的铺设（蓄）排水层铺设在保护层上，向建筑侧墙面延伸至基质表层下方5cm处。根据排水口设置排水观察井，并定期检查屋顶排水系统的通畅情况。及时清理枯枝落叶，防止排水口堵塞造成壅水倒流。屋面绿化的排水口周围应置于一个直径为60-100cm的较大颗粒砾石面，周围不能有植物，保证排水通畅，不能带入基质。同时考虑排水道的设置与防风系统的结合。过滤层的铺设有时简单的方式不设过滤层，但此处建议最好铺设。贮存能力强的排水材料也可用在植物的根区，在这种情况下根很容易穿透过滤层毛垫。过滤层铺设在排（蓄）水层上，搭接缝的有效宽度应达到10cm～20cm，并向建筑侧墙面延伸至基质表层下方5cm处。栽培基质的运输与铺设屋顶绿化基质荷重应根据湿容重进行核算，不应超过1.3T／m3。以下是基质类型和常用配比及容重（基质湿容重一般为干容重的1.2倍～1.5倍）。植被屋面需要的基质厚度大多数在10-20cm之间，另外还要根据植物的种类，灌溉措施有无等要素具体而定。基质混匀后铺设要均匀。园路的铺设如果设置，材料以轻型、生态、环保、防滑材质为宜，设计手法应简洁大方，与周围环境相协调，追求自然朴素的艺术效果。铺板时要保证相互垂直，行间留出一定宽度的缝隙。用橡皮锤锤实石板，用石屑填塞缝隙。植被层的种植植被种植的方法有：移栽，播种，采用预制的植物垫。移栽，是最常用的方法，移栽从苗圃运来的苗木，特别是小苗运输时，要用专门运输植物的穴盘或筐，防止植物被压受损。栽植时可拉线，以栽种整齐。播种，一般每平方米大约需要5-10g种子，因种子通常细小，可与沙子等混合后直接播种。而国外通常采用压缩机和喷枪进行湿播。也可用预制的植物垫直接铺设。防风系统的设置屋顶风大，植被层表面应加一层砾石覆盖，特别是在植被屋面的四周以防轻质基质在植物没有完全覆盖时被风刮起。种植稍高或体量较大的灌木特别是在高层时还应采用防风固定技术。植物的防风固定方法主要包括地上支撑法和地下固定法。另外，对坡屋顶绿化来说，屋面坡度大约15°起，还必须设附加的防滑装置，可以通过建筑下部结构本身的防滑挡板进行防滑，也可以加放防滑装置。防滑挡板应在表面防水层之下，屋面结构之上，也可以用铁丝网固定植物及基质。绿化屋顶的维护一般来说，所有的绿化屋顶都需要维护，屋顶绿化阻断了植物与大地的联系，植物生长完全靠浇灌和人工施肥来满足对水、肥的需要。同时，屋顶的气候环境也比地面恶劣得多，风大，极端温度差大，蒸发量大，空气湿度也比地面小，不利于植物生长，管理不善将会使植物生长不良。保证水分供给是植物成活和生长的需要，在绿化屋顶上应设水管，最好采用喷灌或滴灌形式补充土壤水分。适当地进行施肥以补充土壤养分，除草、支撑、修剪、防病虫、防风防寒等日常治理措施仍然是不可少的。屋顶绿化案例1、北京市科委十五层植被屋面北京市科学技术委员会可持续发展科技促进中心十五层植被屋面，位于北京市朝阳区安翔北里创业大厦十五层的东西两侧屋顶平台，面积近800平方米，始建于2005年4月。该项目是一个研究示范工程，本着朴素实用、本地化、适宜性、效率优化及景观丰富多样化原则，应用轻量、具有可降解、可再生、可循环的本地构造材料，雨水收集利用系统，抗逆性强、株形小、根系浅、四季可观赏的多种植物材料，以及独特的防风的乡土砾石材料，做到了种植施工后粗放维护，并且成本低，获得了国内外专家的好评。选用的种植材料在北京适宜的、综合抗性较强、四季景观都较好的宿根的景天类及少量低矮的木本植物种类。2、欧洲的斜屋顶植被屋面为了顺利排除屋面上的雨水，所有的建筑屋面都有一定的坡度，根据屋顶绿化的规划、建造和管理的准则，不同的坡度组进行屋顶绿化时的要求是不同的。屋面坡度大约15°起，必须有附加的防滑装置，可以通过建筑下部结构本身的防滑挡板进行防滑，也可以加放防滑装置。防滑挡板应在表面防水层之下，屋面结构之上。也可以采用植物技术措施，如使用有机质含量少，带有泥沙以及有棱角的颗粒状物的松散材料作基质。也可以用铁丝网作骨架预制成植物垫后再在物顶铺设应用。3、城市中的绿洲--芝加哥市政厅的植被屋面芝加哥市政厅的屋顶绿化是降低芝加哥热岛效应的典型工程。绿色屋顶被设计为星状布局，以南侧和北侧的精细式的绿化面为中心。图案将由多年生植物和草组成的交替的带状图形构成，每个带状图形里应用颜色相近的种类，构成“色轮”的效果。最终的设计包括约2000平方米的屋顶绿化面积，占屋顶总面积的55%，约20，000株植物，包括156个不同的种类，其中有苔藓、景天属类植物、草、非禾本草本植物、攀缘植物、灌木和两株乔木：苹果和山楂。其主体仍是植被屋面。4、日本·筑波茅草屋牛田·梵德雷联合设计公司1994年为筑波的一对年轻夫妇设计了一座茅草屋。运用草皮作为屋顶的保温隔热材料的历史已有好几个世纪。在京都暖和的气候条件下，“茅草屋”的草屋顶有了另外的功能，即用来隔绝夏天的热气，使室内保持舒适的温度。这个面积很大而形态自由的屋顶花园上种满了各种木本植物，许多花草都长过了外墙和内墙。除了保温隔热作用之外，这个屋顶还是个休闲娱乐的好去处，为这个拥挤的城市节约了宝贵的地面空间。结语：屋顶绿化是城市化进程的必然趋势。屋顶绿化的应用具有重要的生态意义和经济价值，屋顶绿化不仅是美化市容的需要，更是保护都市环境的需要；它可以提供休息场所，提高生活质量，扩大绿化面积，拓展城市绿肺，提升建筑的品质。在用地相对紧张的大城市，发展屋顶绿化的前景十分广阔，它将为我们的都市空间增添更加绚丽的色彩。

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三、石化企业排水系统和安全措施设计？

排水系统是给排水设计中的一项重要内容。石化企业排水系统因所接纳污水性质和所在区域的特殊性，必须要确保其能够安全运行。依据相关规范，同时结合工程实践经验，探讨了石化企业排水系统设计时应注意的问题及应采取的安全措施。

排水系统是每个企业正常生产运行中不可缺少的组成部分，鉴于化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料、半成品和成品中绝大多数属于易燃或可燃物质，许多物料还具有毒性、腐蚀性，石化企业排水系统在设计时就需要考虑相应的安全措施，防止发生安全事故。本文依据相关规范，同时结合工程实践经验，探讨石化企业排水系统设计时应注意的问题及应采取的安全措施。

1石化企业排水性质及特点

石化企业通常有工艺装置区、原料及成品储存区、运输装卸区、公用设施区、辅助生产区、管理区六大区域。各区域排水性质见表1。

2导致排水系统不安全的因素

导致排水系统不安全的因素一般包括：①未分辨排水水质性质，一些本应先经过预处理或专设废水排水管的污废水，在没有得到有效处置时直接排入全厂性生产排水系统；②对突发的工况估计不足，造成污废水外流，导致环境污染，甚至引发大面积爆炸；③对排水管道材质、敷设方式、水封等细节考虑不充分；④忽视企业生产运行后的日常维护和管理，造成安全事故。

3排水系统设计

3．1排水系统设置依据“清污分流，分质排水”原则，石化企业应设置不同的排水系统，如生活污水系统、生产废水（含初期雨水）系统、清净废水和雨水系统，也可根据不同的处理要求增加或合并其他排水系统。3．1．1生活污水系统生活污水宜采用独立的排水系统［1］。如遇门卫室等距离厂区生活排水系统较远，且排水不影响生产废水处理效果时，在化粪池后可直接排入厂区生产废水系统。汇入前必须设置水封等隔断措施［2］，避免生产废水系统中有毒有害气体、可燃气体反窜入生活设施而引发安全事故。

3．1．2生产废水（含初期雨水）系统生产废水系统要结合废水性质、浓度、水量、排水频率及排水场所特点，合理确定预处理、收集、处置方式等各环节设计方案。生产废水管中如存在能引起爆炸及火灾危险的气体，在与此管网连接的各处排水出建构筑物、设备区、罐区等处；全厂支干管与干管交汇处；全厂支管、干管管长超过300m处时均应设置水封措施［1，3-4］。除在工艺装置、罐区等场所外，在丁戊厂房、公用工程等排水本身没有可燃物质的场所，为确保排水系统安全，其排水在汇入生产废水管网系统前也需设置水封井［4］，以防止危险气体反窜。一般罐区、泵区、工艺装置区、装卸站等露天区域均需考虑初期雨水。设计时要合理确定初期雨水量的受污染面积，一次降水深度按15～30mm确定［2］。消防事故状态下应采取应急措施，避免废水外排对水体环境的影响。

防火堤、围堰、初期雨水池、消防废水池等都可以用来储存消防废水。消防废水量计算时应包括消防用水量、物料泄漏量、事故时汇入消防废水收集系统的降雨量及废水量［5］。3．1．3清净废水系统公用设施区、辅助生产区等区域的清净废水虽然本身没有危险性，且排水区域危险类别多属丁戊类，但经常因为管网造价、工程占地等原因将其排入全厂生产废水管，容易忽视安全问题，引发爆炸事故。因此，上述区域排水并入全厂生产废水前应采取水封、降温等安全措施。清净废水的污染性也不能被忽略。开式循环冷却水系统排水包括系统排污水、旁流水处理过程的反冲洗排水、清洗预膜过程的置换水、水池溢流排空水等；闭式系统在试车、停车或紧急情况下会排出含有高浓度药剂的循环冷却水，处置方式需根据排放标准结合水质情况确定，优先考虑回用，不能回用的超标废水经过处理达标后才能排放。

3．2排水系统布局

3.2.1合理规划排水路径排水路径应保证污废水排除顺畅，同时考虑日常维护及事故状态下对周围水体带来的影响。规范对输送易沉介质、有毒害介质、腐蚀性介质的管道、压力流污水管道建议架空敷设［1，6］，可以方便检修，并能及时发现安全隐患。含有可燃液体的生产废水管不能纵向敷设于车行道和工艺管廊下［1，3，6］，既可以降低汽车尾气带来的火灾危险，又能避免检修时开挖道路对通行造成的影响。消防废水池要结合厂内地坪高度，设置在管网末端工厂地势低洼处，否则会给事故应急响应工作带来困扰。如某些老厂改造时将消防废水池设置在管网起端，水池与管网间连通管设在现有管道标高以上，而厂内地坪整体由管网起端向管网末端降低，这样的设置非常不利于消防废水的收集。事故时，管网末端切断阀关闭后，水位抬高到连通管标高以上才能回流入废水池中。

3．2．2正确选择排放方式污废水排放方式可以是重力流管道、明沟、压力提升或以上几种形式的组合。无论采用哪种方式，都需结合排水水质特性、排水源所在位置等综合考虑后确定，并保证排水及时有效、安全合理。含可燃物质的生产废水、含油污水应用管道或暗沟方式排水［3，7］；清洁雨水可用明沟或暗管排水；对需架空敷设的管道均应采用压力提升方式排水。明沟排水时需注意：①为避免挥发性有害物质等引发的次生事故，雨水排水系统兼作消防事故水收集系统时不能使用明沟形式；②室内采用明沟排水，且明沟需控制在30m以内时，每段明沟需分别排入生产废水系统，不能使用暗管将各段明沟连通；③为防止低温液体泄漏气化时迅速膨胀引起爆炸，低温罐区装卸口30m范围内应采用明沟形式排水。

3．3排水系统设施设计

3．3．1爬梯腐蚀性污水井内不设爬梯［1，6］，类似场所：初期雨水池、事故池等。爬梯属井、池内的附属构件，往往被随意对待，给以后的检修工作带来安全隐患。如果不能确定防腐措施的效果，正确的做法是不设爬梯。3．3．2跌水井含有挥发性有毒、有害、可燃气体的污水管道系统不应设置跌水井［1］。在新建和已建管网系统连接时，应当特别注意衔接点的标高，不能使含有上述污水的排水产生跌水现象。3．3．3水封水封设置时容易忽略的几处位置：①敷设有可燃气体、液化烃、可燃液体管道的管沟［3］；②隔油池进出水管道［3］；③重力流循环水回水在工艺装置总出口处［6］。3．3．4检查井与通气管甲、乙类的罐区、装置区内的检查井，散发有毒有害气体可引起火灾、中毒事故的管道，隔油池5m以内的水封井、检查井，均要求井盖与井座间密封，且井盖不得有洞［1，3］。

为保证管道内可燃气体有组织排放，减少明火接触，甲、乙类装置区、罐区的支干管、干管最高处检查井内，隔油池内设排气管。需有通气措施的类似场所还有化粪池、降温池［8］。3．3．5管道材质与防渗管道防渗很容易在工程设计中被忽略，其做法与管道材质有着密切关联［9］。选择管道材质除根据污废水水质［10］，还应考虑管道防渗做法，需结合工程施工难度及工程造价后确定。3．3．6切断阀排水系统选用切换阀时需要注意阀门类型。很多工厂在进行管道切换时采用闸门，此种阀门有一定的泄漏量，即无法实现完全截断，会有少量过流。如果需要完全切断，选用刀闸阀较为合适。为保障人身安全及应急操作及时有效，工厂排放口处、及距罐区、装置区小于15m范围内的排水切断阀需考虑远程控制功能。

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四、煤矿自动化排水系统设计及应用？

文章从煤矿井下自动化排水系统的构成出发，结合自动化排水系统的应用实效，详细阐述了井下主排水泵房自动化排水系统控制器及监控系统的功能，简单介绍了中转水仓及分散小水窝自动化排水的现状。同时结合煤矿智能化建设的发展情况，提出了设备健康状况分析系统、水情监测系统的方案，提出了主排水泵房提高设备使用效率的方法，旨在为智能矿山的建设提供一定的指导建议。

在煤炭行业中，涌水量大的矿井占很大的比例，排水系统的安全可靠运行与矿井安全生产有着直接关系。目前，传统煤矿还坚持使用手动起停设备和人工监视的排水系统，自动化程度低、应急能力差，存在很大的安全隐患，同时为了完全覆盖井下排水地点，岗位工人数较多，劳动效率低。随着煤炭行业产能过剩的形势日趋严重，安全生产更是受到社会的普遍关注，当前科技进步迅速，在工业化信息化融合的时代背景下，实现无人值守自动化排水，是实现智能矿山的重要环节。实现主排水泵房无人值守，中转水仓以及离散小水窝自动排水，同时对排水设备运行状态进行监测，对能耗进行分析，对设备本身健康情况进行智能诊断，为设备的维护提供预防性检修计划，提高设备的使用寿命，减少故障率是未来智能矿井发展方向和必然趋势［1－3］。

1锦界煤矿水文条件及排水系统概述

锦界煤矿井田主要含水层有松散层孔隙潜水（沙层水）和直罗组孔隙裂隙承压含水层（风化岩水层）共两层含水层，前者包括河谷冲积层潜水和萨拉乌苏组潜水。局部区域存在烧变岩孔洞裂隙潜水。目前正常矿井涌水量为3700m3／h左右。涌水量主要构成如下：各综采工作面700m3／h左右、采空区1500m3／h左右、各个备用工作面探放水1500m3左右、以及各井筒大巷少量涌水。矿井设有2个中央主排水泵房，4个盘区排水泵房，2个潜排水泵房。根据现有主排水系统及管路设备，目前全矿排水能力为13300m3／h，可以满足矿井现有涌水量设防要求，并有较大的富余量。

2井下自动化排水系统

2.1主排水泵房自动化排水系统主排水泵房是煤矿井下排水系统的核心，为整个矿井排水系统提供动力。本文设备配置以锦界煤矿为依据，主排水泵房每台耐磨离心泵均配备大功率三相异步电动机、出水电动闸阀、排真空电动球阀以及压力传感器、真空度传感器等自动化设备。同时为了保证离心式水泵正常运转，矿井均配备排空气设备或制定专门方案。煤矿排水综合自动化系统主要对模拟量数据和数字量数据进行自动地采集和检测。模拟量检测的数据主要包括水仓水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、三趟排水管流量等。数字量检测的数据主要包括水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力等。

以上数据的采集主要由PIC实现，传感器将模拟量数据传输给PLC，然后PLC对数据进行相应的计算处理，依据相关因素，判断出煤矿涌水量，以此来对水泵的开停进行控制。其余的一些模拟量数据大多是用来对自动控制系统的运行情况进行监督的，以便在系统运行出现故障时，及时的反馈信息，使系统及时的进行相关调整，避免损坏水泵和电机。各种的数据量信息被采集到PLC中之后，作为相关逻辑处理的条件和依据，对水泵的运行情况进行控制。在整个过程中，具体的处理方法是将模拟量信号在合适的采样定律下转换成数字信号，然后通过PLC对其进行的相应处理，从而实现对水泵的自动化控制［4，5］。

2.1.1主控系统主排水泵房主控系统由PLC控制器、I／O设备及各类传感器组成。自动化排水系统具备以下功能：①通过水位传感器实时监控水仓水位情况，控制器根据设置的高低水位发出起泵、停泵指令，并根据水位上涨和下降情况调整运行水泵数量；②根据设备均匀磨损的原则对工作、备用水泵进行切换，防止水泵由于长期闲置造成电机受潮等情况；③主排水泵控制系统具备一键起停功能，同时满足就地一键起停、远程一键起停、检修等多种控制方式；④系统具备过载保护、短路保护、缺相保护、欠压释放、过力矩保护及相序自动纠正等电机保护功能，具有水泵流量、压力保护功能［8，9］。

2.1.2监控系统自动排水监控系统是主排水泵房的中枢指挥，通过矿井环网实现主排水泵的数据上传与地面远程监控，实现了数据共享。为实现无人值守水泵房，基于锦界煤矿主排水泵房监控系统的应用实效与工程经验，水泵房监控系统应具备如下功能［6，7］：①水仓实时水位的在线监测，要求误差不超过01m；②主排水泵运行时的各种参数在线监测，如水泵运行状态，电机工作电压、工作电流，电动闸阀、电动球阀的开启状态，出水管的实时压力等；③排水管路安装流量计，监测管路瞬时流量和累计流量，可以监测排水管路的利用情况；④具备历史数据查询，运行时的实时监测数据均可存储于历史数据库中，实现历史回显，历史趋势分析等功能；⑤具备模拟值超限报警功能，同时将故障信息存储于报警记录历史数据中；同时可将故障信息推送至相关人员；

⑥具有系统故障自诊断功能；⑦监控软件具有人机界面友好，操作简单直接，权限按需管理及动态画面直观显示等特点；⑧保证系统运行可靠、故障率低、维护方便、组态修改简便。煤矿排水综合自动化系统主要对模拟量数据和数字量数据进行自动地采集和检测。模拟量检测的数据主要包括水仓水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、三趟排水管流量等。数字量检测的数据主要包括水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力等。以上数据的采集主要由PIC实现，传感器将书模拟量数据传输给PLC，然后PLC对数据进行相应的计算处理，依据相关因素，判断出煤矿涌水量，以此来对水泵的开停进行控制。其余的一些模拟量数据大多是用来对自动控制系统的运行情况进行监督的，以便在系统运行出现故障时，及时的反馈信息，使系统及时的进行相关调整，避免损坏水泵和电机。各种的数据量信息被采集到PLC中之后，作为相关逻辑处理的条件和依据，对水泵的运行情况进行控制。

2.1.3设备健康状况分析智能矿山是现代矿井发展的必然趋势，排水设备智能诊断是排水设备智能化的关键环节，了解设备实时运行及设备本身健康状况等信息是水泵房实现无人值守的前提条件。在水泵及电机上安装多维智能传感器，采用无线信号传输模式，实时监测水泵、电机的振动和温度（定子温度和轴温）等参数，并且建立电机及设备重要部件振动、声音、温度的频谱分析，提取故障判断特征量，根据特征量的大小进行分级报警，对电机潜在的机械损伤进行探测和预警，同时预测设备状况的发展趋势。传感器综合分站可采用蓝牙等无线通讯方式与检修人员手持终端连接，检修人员在靠近设备后即可读取设备的运行状态及健康状况，同时分站可将设备的报警、预警、检修、更换等信息直接推送至检修人员。

2.1.4排水系统能耗分析矿井主排水泵房均配有盘区变电所，实现自动化排水系统与变电所数据交互，通过智能分析，采用“削峰填谷”的用电原则，合理安排水泵运行时间，使水泵尽量在负荷低谷处运行，减少日负荷曲线的波动，减少电力线路的有功损失和无功损耗，节约电费。锦界煤矿中央2号水泵房水泵运行表见表1。排水管路在长期使用后会在管壁发生结垢现象，增加了管路的阻力，间接减小了管路流量，通过主排水泵房进水、出水管路上安装的流量计，对排水管路流量进行实时监测，数据后台分析，可以了解管路结垢的具体情况，对及时清除管路结垢，提高管路运行效率具有指导意义。锦界煤矿通过管路流量监测结合数据分析及时清理管路结垢，见表2。改善管路结垢情况后，水泵效率得到提升，吨水百米能耗提高5％左右。排水管路在长期使用后会在管壁发生结垢现象，增加了管路的阻力，间接减小了管路流量，通过主排水泵房进水、出水管路上安装的流量计，对排水管路流量进行实时监测，数据后台分析，可以了解管路结垢的具体情况，对及时清除管路结垢，提高管路运行效率具有指导意义。

2.2中转水仓、分散小水窝自动化排水

井下中转水仓担负着沿线排水过渡和补充排水动力的作用，传统煤矿仍设置岗位工对中转水仓水泵进行就地操作，劳动效率低。受巷道高度的影响，负压吸水罐自动排水装置的应用效果较差，目前中转水仓自动化排水通常配有离心式水泵、电动闸阀、注水排气电磁阀等自动化设备，在设计初期考虑管路与水泵相适应，提高水泵工况点的运行效率。从实际应用实效来看，注水电磁阀频繁起动，寿命较短，直接影响水泵的正常运行，因此需合理设置水泵起停高低水位，避免水泵频繁启动。井下分散小水泵主要靠水位探头开关量起停磁力启动器进行控制，由于井下分散小水窝设置较多，考虑设备的更新较频繁，组态画面无法及时更新，锦界煤矿依据设备的使用及位置制作电子标签，做到设备即接即显。

3井下水情监测分析系统

水害治理一直是矿井防治水的重点工作，目前矿排水系统不能直观体现井下水情变化的实际情况，如图1所示，通过对矿井采空区水位及入水、出水口增设水位及流量传感器，对井下回风巷道和泄水巷道的出水管路安装流量器，对矿井水情进行实时监测，系统提供矿井水情的趋势分析，通过先进物联网技术，实现矿井智能化联合排水，并为防治水工作提供决策性参考。水情监测系统除了能采集各监测点的水位，压力，水泵状态等信息外，还需具有继电输出功能，通过控制开关来起停水泵和发送报警预警的功能，实现水情监测的动态性、实时性、交互性。水情监测系统功能功能结构如图2所示，水情监测系统可绘制水情实时趋势曲线、历史趋势曲线，自动生成各类报表。

4结语

在介绍了煤矿自动化排水系统所具有的特点的基础上，又对自动化排水系统各部分工作的原理进行了研究，明确了煤矿自动化排水系统的工作原理，同时凸显出了在煤矿中应用自动化排水系统的优势及意义，以此来说明在煤矿中实施自动化排水的重要性以及必要性。锦界煤矿通过完善井下自动化排水监控系统实现主排水泵房、中转水仓及小水窝无人值守。在实现无人值守的基础上，进行矿井水情监测，提出矿井联合排水的方案。同时通过管路排水情况监测和合理安排水泵运行时间段，提高水泵运行效率，并及时处理水管结垢现象，提高管路运行效率，可降低吨水百米能耗5％左右。

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以上就是关于排水系统组成及对应功能相关问题的回答。希望能帮到你，如有更多相关问题，您也可以联系我们的客服进行咨询，客服也会为您讲解更多精彩的知识和内容。

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