废水处理系统的管道设计要求
管道是现代水和废水处理系统、抽水机组、海水淡化装置、冷却水系统等的重要组成部分。管道系统就像现代工厂的静脉。管道用于将水、废水、化学品和混合物从一个地方输送到另一个地方。各种管道系统的设计、施工、操作和维护涉及到对管道基础知识、材料、通用和特殊考虑因素、制造和安装、检验以及测试和检查要求的理解，此外还有当地和国际法规。配管需要应用一些工程学科的理论，包括流体力学、静力学、动力学、材料强度和冶金学。
本文确定并探讨了水和污水处理厂以及与水有关的设施中的管道的各个层面。它强调了在管道设计、工程、安装和运行过程中应考虑的一些重要方面和参数。
通过管道的压降
由于管道和配件内部的摩擦以及海拔的变化，所有的管道系统都会出现压降或水头损失。由于方向的突然变化引起的湍流也会产生压降，这通常包括在整个摩擦压降中。虽然有软件可以准确计算压降，但许多工程师喜欢使用简单的经验法则来估计初步/基本设计中的压降，而不需要复杂的公式或复杂的软件、表格或程序。
作为一个非常粗略的指示，对于速度约为1m/s 的10m水管，摩擦压降估计约为0.1米的水头（或者说，100米的管道有1米的摩擦水头）。这是对4-8英寸直径的管道（DN100-200mm）的一个非常粗略的指示。对于小直径的管道，可以预期更大的压降。对于大直径的管道，压降可能较小。
作为另一个粗略的指示，基于简化的方程，以下公式可以用来进行第一次猜测：
通常情况下，低压管道的速度相对较低，高压管道的速度相对较高。对于吸入管道（泵的吸入）、吸入和重力流管线，首选 0.6 m/s和1.4 m/s 之间的低速。然而，对于其他管道（排放口的管道等），可能会使用2 m/s和4 m/s之间的速度。一些标准和规范将速度上限扩大到5.5米/秒。由于速度与流速和管道直径有关，压降与管道直径密切相关。对于圆形截面的管道，只是进行粗略的估计：
配件中的水头损失通常表示为添加到直管段的管道等效长度。从理论上讲，使用这种方法，通过接头或阀门的压降相当于在该相应流速下通过一定长度的管道所损失的压力。这种方法只是一个粗略的近似，它通常不考虑湍流和其他复杂的影响。但是，这通常是可以接受的估计值。
作为粗略的指示，异径管和弯头的等效管长可能是3米到9米之间的数值。类似的数值可以考虑用于入口处，如罐子或容器（桶、过滤器等）的入口。对于 "三通"，等效管长通常较高，例如，9米至15米之间的数值。对于阀门，等效管长通常较高，它们经常变化，例如，10米至60米。它们取决于阀门的类型和细节。
设计良好的简单闸阀或球阀（全开）的等效管道长度通常小于用于流量控制的复杂手套阀。例如，对于闸阀、球阀或其他对水流摩擦影响较小的阀门，其等效管长可能在15米左右或以下。对于截止阀和其他摩擦影响较大的复杂/控制阀门，等效管长可能在35米以上。部分开启的阀门会产生较高的压降，摩擦损失远远超过上述数值。所有这些通常是针对4-8英寸直径的管道（DN100-200mm）。
考虑到 "线性 "变化的概念，一些专家建议将等效管长作为直径的一个因素，称为L/D比率法。这种等效长度法（L/D比）是根据管道直径，将通过接头或阀门的压力降描述为一个管道长度。作为一组粗略的指示，异径管、入口和弯头的等效管长可能在10×D和50×D之间。对于 "三通"，等效管长可以在20×D和70×D之间。对于闸阀、球阀和其他所谓的简单阀门，等效管长可能在20×D至80×D左右，对于截止阀和其他复杂阀门，等效管长大约在150×D至400×D。
以上提到的都是初步设计管道时的粗略估计，只是初步猜测。之后，应使用适当的软件来准确计算预期管道的压降。
罐子、桶和容器的配管
水箱、过滤器、压力容器、圆桶等固定设备已被广泛用于水和废水处理厂以及与水有关的设施。低压或常压罐和桶通常有相对较薄的外壳，从管道传递到罐和桶的外壳喷嘴的载荷可能是一个问题。在管道连接到罐体和桶体喷嘴时，应考虑的载荷和影响包括以下几点：
1.罐体或桶体填充和排空时，罐体的径向运动和喷嘴的旋转。
2.管道、阀门和内容物的重量。
3.管道的移动。
由这些载荷组合引起的管道应力应该很低，并在限制范围内。还应检查设备管口及其连接处的力矩载荷和由此产生的局部应力。
对于大多数系统来说，将管线的第一个水平弯管尽可能地靠近设备喷嘴是有好处的。这样可以通过第一道弯后的水平管道的扭力来实现壳喷嘴的旋转。
对于大型油罐或油桶，沉降可能是一个问题，应予以考虑。这样的设备可能会因为长时间的重物而沉降--比管道的沉降更多。这可能会给管道或水箱和圆桶都带来高应力。
最小法兰连接数
"没有多余的法兰 "是管道领域的一个既定规则。这条规则的意思是，除了那些真正需要的法兰外，不应该有额外的一对法兰，例如，用于阀门、管道、泵和设备的喷嘴、必要的管道线轴等。
任何一对法兰都可能是泄漏点。法兰连接需要更换垫片和任何拆卸的劳动工作。还应注意法兰连接的高成本。如果在不必要的位置使用法兰、螺栓、大量垫圈、大量工时和其他成本，这些成本将过高。
通风口和排水管
在与水有关的设施的管道系统的压力测试、启动、清洗（如化学清洗）、退役和其他一些操作情况下，通常需要提供低点排水和高点排放的规定。在需要的时候，例如在预计频繁测试、通风和排水的情况下，也会提供带阀的排水和通风口连接。如果可行的话，这些排水口和通风口应设在设备上，但也可以设在连接的管道中，在排水口或通风口连接和设备之间没有阀门或挡板。从排水口连接的管道应安排将设备和连接的管道排到适当的排水系统。对于仅用于系统压力测试放气的高点通风口，可能不需要带阀的通风口。这些连接可以在压力测试后被塞住并密封焊接。
作为确定尺寸的粗略指示，建议过滤器、容器等的最小排水口尺寸为1英寸（DN25），所有其他小型设备和系统（如管道系统）的排水口尺寸为NPS ³⁄₄（DN20）。
排水点一直是出现问题的区域。对于危险和有风险的材料，如化学品，排水阀在不使用时应安装一个盲板法兰。
识别水和污水处理厂以及与水相关的设施中管道的各个方面并在管道设计、工程、安装和运行过程中考虑这些方面和参数非常重要。
