6000吨年PVCU环保给水管生产线的设计毕业设计论文.docx

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6000吨年PVCU环保给水管生产线的设计毕业设计论文

摘要

近年来，随着科学技术的不断进步，各种新型的建筑材料越来越多地应用于建筑施工中，国家对塑料建材在建筑工程中的应用也十分重视。

由于国内经济建设的持续稳定发展，各种建筑小区、各种高中档次的高层、多层民用住宅、各种型式别墅的建设，各种多功能、大体量的公共建筑的问市,对环保给水的要求越来越高，事实上，住宅建设已经成为我国国民经济新的增长点和消费热点，而给水则是住宅建设不可缺少的重要组成部分。

本文主要解析PVC-U环保给水管的生产过程以及工艺、设备、成本等一系列问题，对实际PVC-U环保给水管投资生产具有积极的意义。

关键词：

建筑；给水；环保；PVC-U给水管

Abstract

Inrecentyears,withthecontinuousprogressofscienceandtechnology,moreandmorenewtypesofbuildingmaterialsusedinbuildingconstruction,andStateoftheplasticmaterialsintheconstructionofverygreatimportance.Ascountry'ssustainedandstabledevelopmentofeconomicconstruction,avarietyofresidentialdistrict,seniorhighschoolgrades,multi-residential,theconstructionofvarioustypesVilla,variousfunctionandthebigamountofpublicbuildingsonthemarket,thepro-environmentservicepipeofthebuildinghavebecomeincreasinglydemanding.Infact,housinghasbecomeanewgrowthpointofChina'snationaleconomyandconsumptionofhot,andservicepipeisanimportantandindispensablehousingcomponent.Inthispaper,theproductionprocessanatomicalPVC-Upro-environmentservicePipeandtechnology,equipment,costandotherissues,drainontheactualPVC-Uinvestmentinproductionhasapositivesignificant.

Keywords：

Buiding,Servicepipe,Pro-environment,PVC-UservicePipe

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

第一章概论

1.1塑料管产品现状及未来发展

我国自上世纪70年代开始生产塑料管，八十年代初开始在工程建设中推广应用。

近二十年来，塑料管得到了很大发展，不仅在数量上，而且在品种和规格上都得到很大的发展。

现在，全国塑料管生产线约有2000多条，其中引进设备约占15％，各种塑料管的生产能力已达165万吨，实际产量为100万吨左右。

其中，PVC－U管50万吨，占50％；PE管36万吨，占36％。

近几年，随着建筑业成为国民经济重要支柱产业和住宅产业的快速发展，建筑室内塑料管发展很快，现已成为当今投资的热点。

塑料管的发展，当前主要以PVC-U管和PE管为主，并大力发展新型复合、改性塑料管。

2005年，塑料管道在全国各类管道中市场占有率达到50％以上，在全国新建、改建、扩建工程中，建筑排水管道70％采用塑料管；建筑给水、热水供应和采暖管道60％采用塑料管；电线穿线护套管80％采用塑料管；建筑雨水排水管道50％采用塑料管；城市供水管道（DN400mm以下）50％采用塑料管；村镇供水管道60％采用塑料管；城市排水管道20％采用塑料管；城市燃气管道（中低压管道）50％采用塑料管。

到2010年，塑料管主要产品要满足市场要求，市场产品齐全，质量、档次和配套水平有明显提高，整体水平接近国际先进水平。

在全国新建、改建、扩建工程中，建筑排水管80％采用塑料管；建筑给水、热水供应和采暖管80％采用塑料管；电线护套管90％采用塑料管；建筑雨水排水管70％采用塑料管；城市供水管（DN400mm以下）70％采用塑料管，村镇供水管70％采用塑料管；城市排水管50％采用塑料管；城市燃气管道（中低压管道）60％采用塑料管[1]。

在国家政策引导下，近几年上海、北京、山东等地相继出现了生产给水管及配件的行业。

主要产品有硬聚氯乙烯（PVC-U）给水管、聚丙烯（PP－R）给水管、铝塑复合给水管、硬聚乙烯排水管等，已能满足建筑工程给水管道塑料化的需要。

部分城市开始在住宅工程中淘汰具有锈蚀、排水不畅等缺点的铸铁排水管，塑料排水管得到迅速推广。

在推广中有关部门积极制定管理规定，组织技术培训，编制安排工程标准等，积累了许多施工与管理经验。

如：

部分城市制定了“建筑排水塑料管道安装质量的（暂行）规定”、“塑料排水管道安装分项工程质量检验评定办法”、“排水用硬塑料管准用管理实施细则”等规定，对推广应用塑料管排水、控制施工质量，发挥了很大的作用，为塑料排水管在更大范围内应用奠定了基础。

1.2国内外塑料管的应用现状

1.2.1国内塑料管生产应用情况

我国自80年代初开始，系统地研究在市政工程和建筑工程中塑料管的应用。

10年来，塑料管在工程应用中得到了很大发展，不仅在数量上而且在品种和规格上得到很大发展。

先后开发出了硬质聚氯乙烯管（PVC-U）、玻璃钢夹砂管（RPM）、聚乙烯管（PE）、铝塑复合管（PAP）、交联聚乙烯管（PE-X）、聚丙烯管（PP-R）、氯化聚氯乙烯管（CPVC）、ABS工程塑料管（ABS）、钢塑复合管（SP）等塑料管。

1996年，我国各种塑料管材的总产量已达43.5万吨，其中，PVC-U管材24万吨，占55%；PE管材18万吨，占41%；PP管材1.5万吨，占3.3%。

尽管PVC-U管材产量已达24万吨，但人均消费量还不到0.2kg，远低于美、日、欧的人均消费量。

根据国家统计局统计，1997年全国塑料制品的总产量为1534万吨，其中塑料管材为87万吨，已成为塑料行业中一个主导产品。

另据中国塑料加工业协会塑料管道制品专业委员会的不完全统计[2]，1998年PVC-U管材、管件总产量为35万吨，比1997年增长了10万吨，创造了历史最好水平。

目前公称直径500mm及其以下的混凝土管材在市政与住宅小区排水工程中已逐渐被塑料排水管取代，公称直径500mm以上的大口径塑料排水管材在工程建设中已经有一定比重，供设计、施工和使用单位选择的管材品种越来越多。

近年在许多排水工程中都采用塑料排水沟管，如：

西藏路改造工程、浦东机场等。

1.2.2国外塑料管的生产应用

在国外，塑料管材正不断替代金属或其他传统材料的管材，发展十分迅速。

从1980~1990年的10年中除塑料管外，其它各种材料的管材增长率总和不足2%，而塑料管的增长率是其它各种管材增长率总和的4倍，达到8%，进入90年代塑料管的需求量将仍以每年4.2%的速率增长，其产值大约以每年8%的速率递增。

美国1997年塑料管材量为216万吨，欧洲1996年为147万吨，日本60万吨。

在国外，从50年代开始就把硬聚氯乙烯（PVC-U）制品用于建筑工程中。

美国：

用于自来水管、煤矿用管、灌溉用水管的压力管道占总量的40.4%；用于下水、污水、通风的PVC-U管道为17.3%；电工穿线管方面用的管道为14.08%；市政工程污水排放用的PVC-U管道为22.93%；其它用途占5.24%。

日本：

PVC-U管道的消费情况（占总量的百分数）：

上水管17.2%；农用管5%；下水管17.58%；工业污水管6.8%；设备排水32.6%；穿线管1.68%；其它5.7%；特殊用管13.24%。

西欧国家塑料管道分布领域：

压力管68%；非压力管17%；管件5%；其它10%。

1995年，PVC-U管材人均消费量，美国高达8.3kg，日本4.27kg，西欧4.18kg，加拿大4.07kg。

聚烯烃管材的人均消费量西欧各国较高，平均高于4kg。

1995年美国HDPE人均消费量已达1.38kg，美国ABS管材人均消费量为0.23kg。

纵观国外塑料管生产应用[3]，会发现以下特点：

1.原材料：

分类较为详细，品种较多，为适应不同场合需要制成各种专用料，极大方便了塑料管生产企业生产，有效地保证了产品质量。

2．塑料管生产：

塑料管品种、规格齐全，管材与管件配套性较好，加工设备自动化程度高，在线检测设备较为完善，有效地提高了产品生产效率和成品率。

其质量概念远远大于价格概念。

3.塑料管工程应用：

塑料管在工程应用较为普及，品种很多，并且可以根据工程特点选择需要的品种、规格的塑料管。

1.3我国PVC-U管材行业的现状

PVC-U管经历了导入期和高速发展期，从时间上看，可以分别定义为二十世纪80－90年代中期和1995－2002年左右。

2003年以后，PVC型材行业进入了转型期。

在产品的导入期：

生产商普遍追求低造价，简化了门窗型材断面，配方中大量填充碳酸钙，导致产品性能很低，很多质量问题的出现影响了产品的推广。

　　1995年开始，一批有实力的企业，开始消化吸收国外欧式型材的技术精华，研制出自己的门窗系列，成为国内塑料门窗的主导，推动门窗的技术更新和发展，也使整个行业得到了空前的发展和高速增长。

进入产品成熟期后，也即从2003年起，许多弊端开始反应出来，过高的利润率导致盲目投资过多，使行业综合产能近300万吨，远高于市场需求；很多新进入的投资者没有从产品创新、技术创新入手，而是简单模仿，甚至偷工减料，假冒伪劣，行业市场竞争处于非健康状态。

原料市场价格不断上扬，加剧这种非健康的竞争，使部分企业经营处于困境，出现停产或半停产状态。

　　这个行业内也存在着生产企业数量多（近400家），产能大（280万吨），需求小（2003年全国型材销售120万吨），产能不能完全发挥的矛盾，年产超过2万吨的企业不到10家，产品质量水平参差不齐，劣质产品仍然有市场，行业质量技术标准过低，不利于技术进步，导致替代品铝材卷土重来。

高档市场（30%）被外国品牌占据，中低档市场无利可图、竞争激烈，最终格局尚未形成。

　　从工厂分布来看，在392家型材生产厂家中，东南地区37%，山东12%，中部地区17%，东北地区19%，西部地区15%。

从产能的分部来看2003年全国产能280万吨，山东地区9%，中部地区1%，东北地区32%，西部地区7%，东南地区39%。

作为科技发展的产物之一，PVC-U管材在日常生活中触目可及。

在欧洲，1980年－1990年塑料管的增长率为8%，2001年产量达350万吨，其中PVC管占60%。

美国1985年塑料管产量为160万吨，1999年产量约360万吨，其中，PVC管占78%。

而中国的第一根PVC-U扩口管材是于1983年在沈阳塑料厂（现沈阳久利的前身）诞生的，此后，中国大陆具备了PVC给、排水管的生产能力。

二十世纪90年代后期是中国大陆PVC-U管道的高速发展时期[4]。

期间一些年产能在5万吨以上的工厂陆续建成投产，万吨以上生产规模的PVC-U管道工厂达30多家。

目前塑料管道的年生产能力为200万吨。

1.4我国PVC-U管发展前景

1998年8月，厦门市建委发出通知，要求所有新建工程中小于400mm给水管道及室内外排水管道都必须采用塑料管材，表明塑料管已进入更广泛的应用空间。

然而，PVC-U排水管在使用中表现出的不足之处，仍急待我们开发出强度高、噪音低、防火特性好以及投资低、能耗低的产品，以适应现代建筑市场更深更广的发展需要。

可喜的是，国外许多科研、生产单位已不断开发出各类新产品，有些已经走向市场，代表了PVC-U管的发展趋势。

　　中国市场上已出现技术成熟的塑料金属复合管，耐高温、噪声低，但由于价格贵、管径小，适用于高档装饰中的冷热水管道，中国市场上还有刚度好、耐高温的塑钢复合管，但价格也较高，尚无条件用于排水系统；中国还有些单位，已开发出双层塑料管，可减少噪声指标，距走上市场仅一步之遥；公安部四川消防科学研究所五年前已开发出使用无卤、无锑作阻燃消烟剂的难燃PVC配方，氧指数达到51－56%，发烟量较低（烟密度等级为54%左右）且烟气毒性很小，但由于种种原因该技术尚未走向市场。

国外一些先进国家和地区。

如日本就大量采用加强型二层管，只是在普通PVC-U管外部套上一个由石棉或加强纤维水泥复合做成的外壳，大大提高了防火特性。

据介绍，这种技术制成的管道，可耐800－1010℃高温，火灾中不会产生烟气，也不软化变形，在高层建筑中可随意使用。

而塑料金属复合管、塑钢复合管在发达国家和地区早已广泛使用。

总体来说，中国城市排水工程仍以排水铸铁管、水泥管、钢筋混凝土管为主，当前硬聚氯乙烯排水管的推广和应用虽取得一定的成绩，但总的说来仍处于发展的初期阶段，同国外先进国家相比，尚有较大差距。

中国排水管道服务面积不到70%，规划到二十一世纪初达到80%，这将需要大量硬聚氯乙烯塑料排水管，广阔的市场为塑料管的发展提供了更好的前景。

1.5PVC-U给水管的特性及优缺点

1.5.1PVC-U管的特性

　PVC-U管是一种以聚氯乙烯（PVC）树脂为原料，不含增塑剂的塑料管材。

随着化学工业技术的发展，现可以生产无毒级的管材，其具备一般聚氯乙烯的性能，又增加了一些优异性能，具体来说它具有耐腐蚀性和柔软性好的优点，因而特别适用于供水管网。

由于它不导电，因而不容易与酸、碱、盐发生电化学反应，所以不需要外防腐涂层和内衬。

而柔软性好又克服了过去塑料管脆性的缺点，在荷载作用下能产生屈服而不发生破裂。

曾经作过这样的试验：

把一条DN50mm的PVC-U管放在地上，皇冠3.0小汽车在上面开过，管只是扁了，但没有破碎。

然后我们又让满载货物的东风汽车从管子上面压过，同样管子只是变形没有碎裂。

另外，PVC-U管有较小的弹性模量因而能减小压力冲击的幅度从而能减轻水锤的冲击力。

U－PVC管内壁光滑，阻力小（PVC-U管阻力系数为0.009，而一般的镀锌管。

铸铁管阻力系数为0.012－0.013），因而水力条件好是显而易见的。

当用同样管径的管输送同样液体时，PVC-U管比镀锌管、铸铁管的阻力小30%左右；当水头损失相同时，PVC-U管的输水能力比铸铁管大20%以上。

由于PVC-U管内壁光滑，液体在内流动不会结垢，因而其输送能力不会随运行时间的增强而下降。

而这一点也正是镀锌管和铸铁管不可克服的缺点。

随着改革开放的不断深入发展，人们的生活水平不断提高，对自来水质量的要求也越来越高。

供水行业除了保证出厂水符合生活饮用水标准外，还必须使通过管网输送的水合格。

人们对自来水的"黄水"、"黑水"等现象反映强烈，而导致管网水质变差的主要原因是给水管道的锈蚀，特别是冷镀锌管，其管内壁的镀层不稳定，管使用一年半载不长时间就开始锈蚀，造成水中有铁腥味和颜色，埋在地下的镀锌管锈蚀更为严重。

而PVC-U管耐腐蚀、不结垢，能抑制细菌生长，有利于保护水质不受管道的二次污染。

所以PVC-U管有着广泛的应用前景，尤其是用户水表前的大量埋地管都可以用它。

1.5.2PVC-U管的优点

1.质轻，搬运装卸便利── 密度较小，搬运、装卸、施工方便。

2.耐腐蚀性优良──具有优异的耐酸、耐碱、耐腐蚀性，对于化学工业之用途甚为适合。

3.流体阻力小──管材内壁光滑，其粗糙系数仅为0.009，流体阻力小，有效地改善了管网的水力条件，减少了系统运行费用。

4.机械强度大──管材具有良好的耐压性能，抗冲击性能和抗拉伸性能。

5.施工简易──管道连接施工迅速容易，施工工程费低廉。

6.造价低廉──价格低，而且运输、施工方便，使用寿命长，因此总体造价低廉。

7.不影响水质──由溶解试验证实不影响水质，适宜大面积推广应用。

1.5.3PVC-U管的缺点

1、温度影响

PVC-U管耐热性能差，且在60℃以上环境抗拉强度下降（适用于连续排放温度不超过40℃，瞬时排放温度不超过80℃的生活污水）。

因此，设计使用中应远离热源，如距灶边≥400mm，距热水管道间距≥200mm，同时热水管道应采取保温措施，不得穿越烟道和防火墙。

2、刚度影响

对于立管每层应有一个牢固的固定支架，固定支架既可控制管道膨胀方向，也可分担立管自重，还使立管与出户横管连接的管头免于受压过大，引起管道破裂漏水，同时立管底部也应设支墩或吊架等固定措施。

在户外施工中，PVC-U管尤其容易受到破坏。

在PVC-U与室外综合管网交叉施工时，人工、机械器具足以对其造成不同程度破坏，甚至粉粹、断裂造成管路不通。

管道回填时，PVC-U管也常因管道部分架空或遭较大坚硬物压迫而破损。

所以，埋地PVC-U管要求基底夯实后，管下方有100mm、管上方有300mm回填砂，且总埋深不少于900mm。

3、建筑防火问题

中国对PVC塑料阻燃技术的研究普遍存在一点倾向，片面追求氧指数的提高，忽视发烟性能的研究。

统计资料表明，火灾中79%是烟气致死的。

有的PVC-U管氧指数高达50%以上，但燃烧时发烟量很大，且维卡温度仅在70－90℃之间。

所以PVC-U管材虽难燃，但极易软化变形，且烟味极浓，火灾中，一方面产生致命烟气，另一方面，温度超过90℃时管道软化变形，火势在管道穿越部位蔓延，而穿过屋面的排水管或通气管风速更大，则火势蔓延更快。

所以，高层建筑能否应用PVC-U管，曾是争论的问题，而争论的焦点则是其防火特性。

1.6PVC-U管应用领域

1.自来水配管工程（包括室内供水和室外市政水管），由于PVC-U塑料管具有耐酸碱、耐腐蚀、不生锈、不结垢、保护水质、避