鐵路給水管網(wǎng)壓力管理漏損控制
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摘要：從設(shè)備本身、承受壓力、服務(wù)年限三個角度分析了給水管網(wǎng)漏水的原因，研究了壓力管理的概念。通過壓力管理可以減少管網(wǎng)漏耗，從而解決和控制供水管網(wǎng)漏損問題。
關(guān)鍵詞：鐵路供水管網(wǎng)；漏損控制；壓力管理；自控閥的應(yīng)用條件
引言
鐵路給水管網(wǎng)在使用過程中容易出現(xiàn)的問題就是漏損，導(dǎo)致給水無法順利進行，影響鐵路的正常運行。鐵路給水的漏損率一般達20%，填方站區(qū)水損率基本上在50%左右。鐵路給水管網(wǎng)壓力管理的基本操作就是進行全面的檢查，確定漏損的部位，根據(jù)漏損的實際情況確定處理的方案進行有效的修補，降低漏耗。鐵路給水管網(wǎng)出現(xiàn)漏損的主要原因包括壓力沒有進行嚴格控制，壓力過高導(dǎo)致管道無法承受而出現(xiàn)漏損，或者由于管網(wǎng)老化而出現(xiàn)漏損。鐵路給水管網(wǎng)現(xiàn)階段面臨著的最為難以解決的困境是容易陷入“補老漏出新漏”的惡性循環(huán)中，導(dǎo)致管道的穩(wěn)定性差，不但影響正常供水，管道使用的周期也會相應(yīng)縮短，并造成水資源的浪費。在限制鐵路行業(yè)進一步優(yōu)化發(fā)展的同時，加大了供水成本的支出。因此，需要深入地研究鐵路給水管網(wǎng)壓力管理，來實現(xiàn)全面地控制管網(wǎng)運行過程中的壓力，避免出現(xiàn)高壓引發(fā)爆管漏水是非常有必要的。
1給水管網(wǎng)漏水原因淺析
1.1管網(wǎng)本身原因
管網(wǎng)使用年限長，加上保養(yǎng)修理不及時不得當，就會呈現(xiàn)陳舊老化狀態(tài)，無法承受正常的供水壓力，容易出現(xiàn)爆管和泄漏的情況。管道所使用的材料不合理，質(zhì)量不達標，也會導(dǎo)致使用過程中出爆管問題；或者管網(wǎng)的設(shè)計與實際的環(huán)境、需求之間存在一定的矛盾，也會導(dǎo)致管網(wǎng)的整體使用質(zhì)量偏低。
1.2管網(wǎng)系統(tǒng)服務(wù)壓力
管網(wǎng)壓力直接影響管道的漏損率高低，包括漏損量和爆管率。從壓力層面結(jié)合實際情況分析，得出在一般情況下，山區(qū)漏損率明顯高于平原，如寶成線站區(qū)的漏損率比隴海線站區(qū)的要高，處理也相對比較困難。
1.3服務(wù)年限
管網(wǎng)的服務(wù)年限與漏水率之間的大致關(guān)系為，50a左右的服務(wù)年限，管網(wǎng)的漏水率在28%~35%，通過人為的控制，能夠有效地控制降低漏水量，而放任不管就會導(dǎo)致漏損率遠大于35%，甚至于可能到50%左右。服務(wù)年限25a左右的給水管網(wǎng)漏損率被控制在2%~5%之間，即使沒有進行嚴格的把控和管理，漏損率的最大值也基本不會超過15%。新鐵路管網(wǎng)和老鐵路管網(wǎng)之間的漏損差異極大，因此漏水量的差異也極為顯著。綜上所述，服務(wù)年限直接決定管網(wǎng)的漏損以及漏水量情況。而當管網(wǎng)老化時，給水的效率降低以及給水的壓力降低，就需要提升服務(wù)壓力，在管網(wǎng)承受能力降低的情況下，這一改變導(dǎo)致出現(xiàn)漏損的概率增大。
2管道防漏止損措施分析
鐵路給水管網(wǎng)實現(xiàn)管道的漏損率低于14%，才能保證給水管網(wǎng)的使用相對穩(wěn)定，不影響鐵路正常運輸用水，以及能夠保證漏水量處于一個相對可控的狀態(tài)。改變管網(wǎng)運行過程中的壓力是實現(xiàn)漏損率達標最為直接快速有效的方法，但是必須保證能夠滿足用戶正常的需求。
2.1供水管網(wǎng)重整措施
將給水站供水管網(wǎng)進行重新規(guī)劃、改造，是從根本上解決漏耗問題。但是由于需要投入的時間，投入的精力和成本過高，無法有效實施。
2.2管網(wǎng)檢修維護措施
對管網(wǎng)進行實時地檢查和及時地維修，實現(xiàn)有效控制管網(wǎng)的漏水量，需要技術(shù)和資金的雙重支持。此策略是鐵路部門目前采用最多的策略，但采用此方法因為漏而去修，管理比較被動，其次成本比較高，每一處漏水從發(fā)現(xiàn)異常到處理完畢都要花費較大的成本。
2.3管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)壓措施
在管網(wǎng)系統(tǒng)中加入調(diào)壓設(shè)備，通過數(shù)據(jù)獲取供水實際環(huán)境的分析，由專業(yè)的人員確定最佳的壓力調(diào)整方案，在保證正常給水的情況下，將壓力控制在相對最低的狀態(tài)下。此方案是鐵路部門目前及今后應(yīng)要更多采用的策略。1）調(diào)壓設(shè)備的投入，可以保證用戶的用水不受影響，保證用水高峰期和其它時間段服務(wù)質(zhì)量相同，避免由于水流過小而無法正常用水或壓力過大導(dǎo)致的浪費情況。2）壓力保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，也能夠保證管道處于一個相對平穩(wěn)的工作狀態(tài)，使用壽命也會相應(yīng)的延長，不但有效控制成本，還能節(jié)約資源，提升經(jīng)濟效益。
2.4減壓閥門控制措施
國內(nèi)各大供水公司已廣泛使用的減壓閥有效控制高壓區(qū)域壓力，即降低管道壓力。加入控制器，能夠保證用水的穩(wěn)定性，水資源的浪費現(xiàn)象也得到有效控制。通過臨界壓力設(shè)置，使管網(wǎng)壓力處于一個相對恒定的狀態(tài)中，一般略高于正常運行所需要的壓力。
2.5自控變頻互補措施
隨著鐵路運輸行業(yè)的發(fā)展，也對我們鐵路供水部門提出了更高的要求。在不影響運輸、生產(chǎn)用水的同時，減少輸送管網(wǎng)的水流失已成為降低成本的一種管理方法。因此，采用壓力調(diào)整控制器控制管網(wǎng)漏損給我們提供了有效手段。壓力調(diào)整控制器使用，能夠?qū)⑺畨嚎刂频揭粋€更為符合正常使用需求的壓力值，保證用水高峰期打開閥門增加流量時，管道處于能夠承受的壓力范圍內(nèi)；在水量需求量較低時關(guān)小閥門，管道內(nèi)壓力會隨之降低，流速也會隨之降低，漏水量得到有效控制，管道出現(xiàn)漏損的頻率也會相應(yīng)的降低。這一方式已經(jīng)投入到使用中，實踐證明了這種方法的可行性及有效性。安裝壓力自控閥，管道中漏水量顯著減少。季節(jié)性用水量的變化，也需要通過改變壓力設(shè)置來實現(xiàn)。全自動減壓閥控制器可以隨著需求變化而自動的改變壓力。目前，使用減壓閥的缺陷就是必須在各個點安裝記錄器，人工進行數(shù)據(jù)的記錄和整理，壓力和流量數(shù)據(jù)的記錄需要花費較多的時間和人力，通過數(shù)據(jù)的比對，調(diào)整減壓裝置，實現(xiàn)壓力控制。而自動減壓閥應(yīng)用遙測技術(shù)，將數(shù)據(jù)直接傳遞到設(shè)備上，就能夠保證數(shù)據(jù)獲取的高效性和及時性，能夠快速地進行問題確定，進行及時地處理以及高效地調(diào)整，實現(xiàn)壓力的實時觀測和控制。通過試驗，確定漏水率能夠有效地降低20%左右，有推廣使用的價值和必要性。自控閥應(yīng)用到鐵路給水管網(wǎng)中，能夠針對性地降低高壓區(qū)域的壓力，保證運行的環(huán)境穩(wěn)定性，從而降低漏損的概率。服務(wù)水頭的下降是通過提高自控閥所在管段的局部水頭損失來實現(xiàn)的，這對無調(diào)速泵的管網(wǎng)是一種經(jīng)濟有效的減漏措施。自控閥與高位水池或水塔聯(lián)合工作，與水泵調(diào)節(jié)作用相一致。對于有水泵調(diào)節(jié)的管網(wǎng)而言，使用自控閥降低漏損率，可行性不高，主要原因就是成本過高，造成資源浪費。就理論而言，在管網(wǎng)壓力控制中應(yīng)用自控閥，能夠有效地降低漏水量，提升管網(wǎng)使用的穩(wěn)定性及安全性，但是就經(jīng)濟層面、收益層面而言需要考慮成本和實際效果之間的關(guān)系。當管網(wǎng)中有高位水池或水塔而無水泵調(diào)節(jié)時，用自控閥進行管網(wǎng)漏損控制收效顯著，有投入使用的價值。而當管網(wǎng)中有水泵時，特別是有調(diào)速泵而無高位水池或水塔時，則收效甚微，如西安站區(qū)由于無水塔及高位水池，正常情況下采用變頻調(diào)速泵進行水壓調(diào)節(jié)。若在管網(wǎng)老化嚴重的情況下，為減少漏損，在保證最不利點用水壓力的條件下，可以將變頻調(diào)速泵的出水壓力調(diào)至最低值，強制進行壓力及漏損控制，而不采用自控閥控制。
3結(jié)語
供水管網(wǎng)泄漏和壓力管理的實踐在鐵路部門應(yīng)用較少，開發(fā)出適合鐵路發(fā)展管理模式，設(shè)備配套方案以及壓力管理的參數(shù)模型十分迫切。在當前廣泛應(yīng)用的變頻調(diào)壓設(shè)備基礎(chǔ)上，結(jié)合自動控制、遠程數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、GIS管理信息技術(shù)和數(shù)據(jù)庫軟件管理技術(shù)等，建立一套安全、實用、方便、靈活的泄漏和壓力管理系統(tǒng)，在技術(shù)上應(yīng)該是可行的，也是有必要的。
參考文獻
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作者：張曉茹 單位：中國鐵路西安局集團有限公司西安建筑段
