給水用球墨鑄鐵管全生命周期成本分析抽水費用、球墨鑄鐵管泄漏事故率

附錄A（資料性）抽水費用A.1抽水費用抽水成本隨著電價和管道老化（取決于管道使用壽命）而增加。泵送成本采用公式（A.l）計算（A.1）式中：Opt——第t年的抽水成本；E——日泵送能量，單位為千瓦時/天（kW·h/d）；Ye——電價，單位為每千瓦時（kW·h）；ye——泵送能量的增加，以每年的百分比表示（%）；t——使用年份。A.2日泵送能量用公式（A.2）計算泵送所需的每日能量。（A.2）其中γ——泵送液體的單位重量，單位為kN/m3，定義為y=9.81；Q——流量，單位為m3/s；H——總壓頭，單位為m；heff——水力效率（默認設(shè)置為70%）；eeff——電力效率（默認設(shè)置為70%）；d——每天的泵送持續(xù)時間，以小時/天為單位。A.3總壓頭（H）所需的泵頭稱為總揚程，用公式（A.3）計算（A.3）Ha——實際水頭，單位為m；Ht——總水頭損失，單位為m；Vd——流速，單位為m/s；g——重力加速度，單位為m/s2，定義為g=9.81；Pd——施加在排水水面上的壓力，單位為兆帕（MPa）；Ps——施加在吸入水面上的壓力，單位為MPa。用下式計算總水頭損失：（A.4）Hp——管道的摩擦水頭損失，單位為m；HO——管道的水頭損失，摩擦水頭損失除外，如由于彎曲、閥門、流動引起的進入管道等，單位為m；J——水力坡降，單位為m/m；L——管道長度，單位為米（m）；A——使用海曾-威廉(Hazen-Wllliams)公式[無量綱]確定的水頭損失系數(shù)；Q——流量，單位為m3/s；ID——管道內(nèi)徑，單位為m。內(nèi)徑比水頭損失系數(shù)a對水頭損失的影響更大。海曾-威廉公示（見公式A.5）用于確定水頭損失系數(shù)??。（A.5）Cw——海曾-威廉系數(shù)q——流量，單位為m3/s；D——管道內(nèi)徑，單位為m。附錄B（資料性）球墨鑄鐵管泄漏事故率B.1國外球墨鑄鐵管泄漏事故率示例B.1.1日本案例表B.1顯示了日本球墨鑄鐵管泄漏事故率的示例。表中數(shù)據(jù)是根據(jù)日本172家自來水公司2004年至2007年發(fā)生的5679起漏水事件，從單位管道長度的漏水量中獲得的。根據(jù)管道鋪設(shè)后的使用年限對泄漏事故率進行了分類，從而可以清楚地說明球墨鑄鐵管的耐久性。即使在使用50年后，延性管的泄漏事故率仍然低于每公里每年0.03，仍然很低。表B.l日本50年球墨鑄鐵管泄漏事故率B.1.2法國案例1995年至2006年期間，在法國北半部的一個大型水網(wǎng)中對泄漏事故率的數(shù)據(jù)進行了深入研究。管網(wǎng)總長度超過8000公里，其中球墨鑄鐵管占37%。表B.2顯示了1960年代至1990年代安裝的帶鋅基外涂層和水泥砂漿襯里的球墨鑄鐵管的泄漏事故率。1995年至2006年的平均泄漏事故率約為每年每公里0.04次，非常低。這些數(shù)據(jù)包括很大比例的小管徑管道。與機械連接相比，采用推入式接頭的管道系統(tǒng)的故障率降低了30%。表B.2法國大型供水管網(wǎng)的泄漏事故率B.1.3德國案例從2000年到2003年，利用德國水分配協(xié)會的水網(wǎng)對泄漏事故率的數(shù)據(jù)進行了研究。表B.3顯示了管線總長約30000km的球墨鑄鐵管泄漏事故率。這項研究區(qū)分了外涂層球墨鑄鐵管和沒有涂層的球墨鑄鐵管。上世紀70年代德國開始使用外涂層管道。涂層球墨鑄鐵的平均泄漏事故率非常低，為每年每公里0.03（根據(jù)公稱直徑差別，介于0.04到0.02之間），與法國案例中的示例類似。泄漏事故率隨管徑增大而減小。表B.3德國泄漏事故率B.2國內(nèi)球墨鑄鐵管泄漏事故率示例對國內(nèi)多家供水企業(yè)2006年~2022年管網(wǎng)運行資料進行分析，運行年限為0~5年、6~10年、11~15年、16~18年的球墨鑄鐵管每年每公里事故次數(shù)分別為0.0026、0.0060、0.0072、0.0074。不同管徑的球墨鑄鐵管每年每公里事故次數(shù)如圖B.4所示，泄漏事故率隨管徑增大而減小。a）國內(nèi)供水企業(yè)球墨鑄鐵管每年每公里事故次數(shù)b）國內(nèi)不同管徑的球墨鑄鐵管每年每公里事故次數(shù)圖B.4國內(nèi)供水企業(yè)球墨鑄鐵管事故次數(shù)統(tǒng)計由于我國供水工程中大規(guī)模使用球墨鑄鐵管的時間較短，因此，參考國外長時間序列的球墨鑄鐵管泄漏事故率調(diào)查數(shù)據(jù)，假設(shè)管道事故率服從時間指數(shù)模型，球墨鑄鐵管年泄漏事故次數(shù)用下式計算：Nt=式中：N(t)——第t年該管段的單位故障次數(shù)，單位為“次/年/公里”。t0——分析的起始年份。N(t0)——分析的起始年，管段的故障次數(shù)，單位為“次/年/公里”；根據(jù)我國工程案例統(tǒng)計，當管徑＜DN400時，N(t0)參考取值為0.0027；當管徑為DN400~DN800時，N(t0)參考取