上海钢联资讯科技有限公司主办,上海期货交易所、鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司、广西北港新材料有限公司协办,中国特钢企业协会不锈钢分会、中国建筑装饰装修材料协会金属装饰材料分会合作,广东双兴新材料集团有限公司、金锠国际金属交易广场、佛山市钢汇宝进出口贸易有限公司、佛山市至顺金属科技有限公司、阳江市联昌金属科技有限公司、四川长鑫管业有限公司、广东益家管业有限公司、广州昕曦冶金设备科技有限公司赞助的「春晖」2021年(第三届)不锈钢产业链峰会于2021年4月20-23日在佛山保利洲际酒店隆重举行。

会上,杭州自来水集团原副总经理何相之 作了题为《不锈钢材在供水业高质量发展中的鼎力作用》专题演讲

首先何相之先生提到:随着我国城市化进程的持续推进,城市水务在城市运行中的重要性日益凸显,供排水基础设施几乎占据一座城市的“肝脏”和“肾脏”之功能地位;但由于供排水基础设施诸多短板的存在,始终不能满足安全城市与行业高质量发展的需要;诸如,供排水设施的质量标准偏低问题、供水水质风险与入户管道现状问题突显、大口径老旧管道高危问题得不到解决等等;在给排水设施的材质更新升级上给我们提出来许多紧迫的研究课题,尤其是不锈钢材料在给排水工程中的应用趋势非常值得分析总结。

一、城市供水安全风险及其控制难点

1.1 城镇供水的两大职能

(1)城镇供水的两大重要功能

源源不断的持续供水功能:原水提取与输送、出厂水输送及二次加压后输送;

确保受水点水质达标功能:出厂成品水保质止降和防止污染侵蚀。

严峻现实,管网运行安全风险和管网水质风险是当前供水管理的两大主要风险,也是供水服务质量提升甚至全行业高质量发展的两大瓶颈。

1.2供水管网安全风险源案例分析

案例1:A市水务

公司2020年全年有关水质问题投诉总量为2028件,平均每天5.5起;其中,涉及管道与储水容器材质原因的水质问题多达70%。

案例2.:某政府宿舍水质怪现象:

2016年3月,B城市水务集团接到省人大会议交办件,称省政府宿舍自来水出现异味,经过集团水质管理部门连续多次在不同取样点的取样检测,全部检测结果均出现余氯偏低和离子偏高等两项超标的检测结果。据调查,宿舍楼室内管道都选用了铜质管材;由于用水量偏小,管内水龄延长引发铜离子浓度增加,同时消耗了水中余氯。结论: 铜管作为优质供水管道的结论值得商榷。

案例3:2020年供水管网事故统计分析

有资料显示,2020年全国电力、电信、供水、排水、热力、燃气等8大地下管线事故统计分析,供水管道事故占事故总量的47.70%,从某个侧面反映出供水管道运行安全风险的不可控制性,管道质量提升刻不容缓。

案例4:高层住宅小区消防管道现状堪忧:

2019年某大型城市有一个高层住宅消防风险的调研报告,其中的消防泵一次性启动升压成功率仅为43.10%,问题就出在水泵出水管道腐蚀氧化而泄漏严重,导致开泵后迟迟不能升压。如果有一天我们的这些“生命线管道”都能够使用上不锈钢管材,消除在线消防管道的氧化与腐蚀而造成的漏损现状,有效控制此类消防安全风险。

1.3城市化进程中的供水管网风险源分析

管网运行安全风险源:

(1)老旧管线耐压应力逐年降低;

(2)管网环境腐蚀因素严重,管道严重受损;

(3)管道不均匀沉降;

管网水质安全风险源:

(1)管道内壁严重腐蚀引发水质问题;

(2)供水设施腐蚀而引发水质问题;

(3)防倒流措施缺失或失效引发的水质问题;

(4)管道布局不合理而导致管内水龄过长引发的水质问题。

二、党中央高度重视人民群众供水安全

2.1习近平同志到中央后非常关心城市供水安全,在考察北京市城市安全运行时,特地来到北京自来水集团了解城市安全供水,关注供水管网运行情况。

2.2供水安全已上升为国家战略要求

(1)国家《十四五规划》提出城市化率将达到60%,城镇供水等基础设施要求安全、绿色、环保和高品质。

(2)中共中央办公厅 国务院办公厅《关于推进城市安全发展的意见》、《国家安全发展示范城市评价与管理办法》、《国家安全发展示范城市评价细则(2019版)》、《国家安全发展示范城市评分标准(2019版)》对水务基础设施提出专项要求。

(3)《住房和城乡建设部关于加强城市地下市政基础设施建设的指导意见》强调城市管网必须消除隐患,补齐短板。

(4)国家发展改革委关于《绿色生活创建行动总体方案》的通知(发改环资〔2019〕1696号)要求,推动绿色建筑高质量发展。

(5)国务院《城市供水条例》每2-3年修改一次,对营商环境逐步开放,但对供水安全始终如一。

中国城镇供水协会集中全国的院士、专家等专业团队,编写了《城镇水务2035年行业发展规划纲要》,为国家战略实施确定了行业发展方向;其中,水质安全成为全纲要的核心与目标。

2.3国家标准和行业标准分别支撑水务安全发展

(1)GB50015-2019《建筑给水设计标准》推进首选不锈钢管材;

(2)CJJ140《二次供水工程技术规程》: 水池(箱)、气压罐宜选用不低于06Cr19Ni10的不锈钢材料,焊接材料应与设备同材质,焊缝应进行抗氧化处理。

各省市相继制定地方规范标准;选 材标准普遍高于国家标准或行业标准。

2.4全国各地城市化改造掀起了不锈钢选用热

深圳市:在管道改造和水质提升等多个规范中明确小区及入户管道宜采用食品级不锈钢管材;

福建省:提出水质提升三年行动计划,明确DN75以下管材优先选用不锈钢管材;

上海市:

浙江省:二次供水改造技术标准提出入户管道不锈钢管材应用要求;

全国各省市在旧城改造全部明确必须采用“耐腐蚀”管材,多数地区建议优先选用不锈钢管材。

三、不锈钢材料在城市水务发展中的应用趋势

(1)小口径不锈钢管道应用正向大口径管道发展;

趋势1:由户内不锈钢小口径管道向二次供水泵房延伸,向路管不锈钢内衬发展;

趋势2:由不锈钢管道向不锈钢管道附件填补:不锈钢阀门壳体及不锈钢伸缩节、不锈钢软管、不锈钢法兰等等。

A,各省全面推进老旧小区二次供水改造,不锈钢板在其中占据主要位置;

B. 已经被供水行业普遍接受,纳入了标准的首选入户管材,小口径不锈钢管迅速形成系列产品;

C. 大口径供水管道内衬不锈钢工艺稳步推出,一方面是在线老旧管道原管位不锈钢板内衬补强工艺技术相对成熟,被供水企业所接受;另一方面,在结构钢板材上复合不锈钢簿板卷制的大口径管道已有投入市场;

(2)不锈钢管道的应用正走向不锈钢水处理器具应用;

随着,设计质量和技术标准的不断提升,不锈钢材料除了在供水管道上的快速应用,在水处理工艺和加压泵站等设施上被广泛应用:

不锈钢板材取得了原来的塑料材料的沉淀池的斜管斜板和集水槽;

大量的钢板或混凝土储液池大量被不锈钢材料取代;

趋势:不锈钢水池水箱、不锈钢镇流器、不锈钢集水槽、不锈钢斜管斜板等选材方向十分明确。

(3)不锈钢供水设施的应用正向不锈钢排水设施推广;

应用趋势:自来水厂无废水排放要求已提出,污泥干化成为水厂的新增工艺,不锈钢材料一开始就毫无争议地成为首选主材;在城市排水等多处采用的截污格栅、启闭机、各类雨污分流器和污水收集器的城市新型市政设施清一色亮相不锈钢面貌,取代率大于70%。

(4)不锈钢材的应用正从低压向中高压、非受力件向受力件占据;

不锈钢伸缩器

不锈钢刮泥行车

不锈钢转轴

不锈钢波纹管

…………

(5)不锈钢材料亟需填补的水务设施空白区的空间十分宽广;

不锈钢阀门、不锈钢水泵、不锈钢水表以及不锈钢蓄水槽罐、不锈钢集水槽、格栅、吸泥行车。等等。

四、不锈钢材料在管控供水安全风险中的独特作用案例

小口径不锈钢管在城市供水中已成为热选趋势;

这是因为:

(1)城市小区最后一公里管网是水质风险重灾区;

(2)小口径管道是每个供水公司的工作难点:管量大、用户密特别是社会影响与关注度高。

(3)实践证明80%的漏洞存在于小口径管道;

结论:不锈钢管材是小口径供水管道的最佳选择。

大口径老旧高危管线不锈钢内衬补强

2015年,为迎接次年G20会议在杭州的召开,我们对全市46条高危管线进行安全风险评估,确定16条管线必须更新改造,其中钱江路DN1200(0.77Km)/庆春路DN800(2.12Km)、南山路DN900(1.89Km)和环城西路DN800管(1.146Km)等四条大口径管道在没有开挖条件的情况下采取不锈钢内衬补强, 开辟了我集团在大口径供水管道采用不锈钢内衬补强和内壁防腐功能提升的先河!

优势的体现;

五年安全运行情况;

(1)水质改善:原铸铁管的腐蚀铁锈和预应力管的表层沙粒得到完全控制;

(2)工程质量:内衬不锈钢板与基管啮合性、管道接头和焊缝钝化处理技术比较成熟,效果理想。

(3)运行状况:以庆春路不锈钢内衬6年来运行状况为例,由每年爆管及大修5-6次,实现了内衬工程后的零次;

(4)其他三条大口径老旧管线虽然当时评估风险不可接受,实现了不锈钢内衬改造后安全运行的理想效果。

五、供水管网风险管理展望思考

问题思考

(1)标准的统一与创新(体现国情要求);

(2)希望为供排水行业配套专项产品;(例:不锈钢水表壳体的推广……)

(3)希望“钢联”要更加关心研究水业对不锈钢应用的需求升级; 如,水务提出了自来水宜选用食品级不锈钢要求等等。

(4)不锈钢与优质钢材的各自优势的互补分析……

(5)加强应用案例跟踪分析研究,关注水行业各个工艺环节中的特性需求。

最后结语:实践证明,不锈钢材料对城市水务安全风险的控制起到了源头性的本质安全作用;首先是由于不锈钢在供水小口径管道中的迅速取代,能够源头消除因管材氧化、质变和腐蚀引发的水质风险;其次是有效解决了大口径老旧管道的改造高难度问题,不锈钢内衬工艺的应用不但从补强效果上提升了老旧管线的运行安全可靠性,而且较好地改善了水力运行条件;再则,在给排水全工艺链中的材质升级,不锈钢材料的取代一定是必然趋势;真正体现出不锈钢材料在强化城市给排水高质量发展的基础性的鼎力作用。