管网叠压供水技术在田庄水库灌区节水改造工程中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 管网叠压供水技术在田庄水库灌区 节水改造工程中的应用 沂源县田庄水库灌区节水改造 项目是国家水利部和国家农业综合开发 办公室批复的中型灌区节水改造项目。 该项目实施过程中，因地制宜，改传统 加压供水技术为直接式管网叠压（无负 压）供水技术，在节能、降耗、省工、 环保方面取得了极大效益。 中国论文网 /2/view-12895216.htm 关键词： 田庄水库灌区 ；节水 改造； 供水； 叠压式（无负压） 中图分类号：TU991.64 文献标 识码：A 文章编号： 1 田庄水库灌区节水改造项目概 况 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 农业综合开发田庄水库灌区节水 改造工程位于山东省淄博市沂源县田庄 水库灌区范围内。通过对灌区老干渠维 修、改造，利用一定工程措施，将田庄 水库水源输送到农业综合开发项目悦庄 项目区内。 工程设计从田庄水库北放水洞至 沂源县城瑞阳大道北干渠交汇处(干渠 桩号 12+896)间铺设 1000PE 管 5070m；1200 砼管道 4925m；顶管 470m，维修北干渠瑞阳大道交汇处 (12+896)至苗山后 (20+583)间 7.687km 渠道；建一座加压站、管理房， ZWG4500-38-160/5 叠压式加压供水设 备一套；新建闸阀室 14 座，控制量测 设备 14 套，节制闸 3 座。 工程设计日供水量 10.45 万 m3， 为下游 5.01 万亩土地提供水源。工程初 步设计报告预算总投资 2514.72 万元。 2 直接式管网叠压（无负压）供 水问题的提出 工程在实施过程中，由于诸多因 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 素，原加油站、蓄水池位置需要改址， 向上游前移 1km 左右。在原管道铺设方 案中，为充分利用地势高差、节省能源， 蓄水池位置选在管道内供水自由水头接 近零的地点。加油站位置变更后，原设 计的自由水头最小处建水池已不能实现。 经计算，由于新址水池地势增高，新址 处管道自由水头尚有 10m 的富余。若在 此建水池，按传统蓄水加压供水方式， 管道内富余的 10m 水头不能得到充分利 用，必将大大浪费能源。为充分利用管 道自由水头，加压供水方式由传统水池 加压变更为直接管网叠压（无负压）供 水技术。 3 直接式管网（无负压）供水压 设备 3.1 无负压供水的定义： 无负压供水设备是以管网为水源， 充分利用了管网原有的压力，形成密闭 的连续接力增压供水方式，节能效果好， 没有水质的二次污染，是变频恒压供水 设备的发展与延伸。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 3.2 无负压供水设备的组成： 无负压供水主要由变频调速水泵 机组、稳流补偿器、真空抑制器、压力 和流量传感器、预压自平衡器、控制柜、 过滤器、倒流防止器等组成。 3.3 无负压供水的工作原理： 来水首先进入调节罐，罐内的空 气从真空消除器内排出，待水充满后， 真空消除器自动关闭。当来水能够满足 用水压力及水量要求时，供水设备通过 旁通止回阀向用水管网直接供水；当来 水管网的压力不能满足用水要求时，系 统通过压力传感器（或压力控制器、电 接点压表）给出起泵信号起动水泵运行。 水泵供水时，若来水管网的水量大于水 泵流量，系统保持正常供水，用水高峰 期时，若来水管网水量小于水泵流量时， 调节罐内的水作为补充水源仍能正常供 水，此时，空气由真空消除器进入调节 罐，消除了来水管网的负压，用水高峰 期过后，系统恢复正常的状态。若来水 供水不足或管网停水而导致调节罐内的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 水位不断下降，液位控制器给出水泵停 机信号以保护水泵机组。 整个过程都是在全密闭状态下运 行，且由变频控制系统控制，无需人工 手动调整，以保证供水安全、纯净。 4 直接式管网（无负压）供水技 术特点及优点 无负压管网叠压供水设备直接串 接在供水管道上，采用稳流补偿器和真 空补偿系统，微电脑控制，自动调节， 使管道无负压（无吸程） 。该套设备节 能效果明显，优点显著。 4.1 高效节能 因采用微机控制变频新技术，能 够充分利用管网已有的水压，设备的电 机泵在变速运转的模式下工作，只对进 水压力与所需压力的差额进行补压，根 据用水流量、压力自动调节，满足用水 的要求，节能效果极其显著，与传统水 池加压产品相比，节电达 50%-90%以上。 4.2 不发生二次污染 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 因直接串联于管道中，无需设置 地面储水箱，因而可确保水源的卫生标 准，供水质量好，不发生二次污染。 4.3 自动化程度高 该设备完全模拟人脑智能技术对 设备进行自动控制，无需专人值守。 4.4 寿命长，无故障 无负压管网叠压供水设备采用变 频技术对泵组实现软启动运行，无大电 流冲击，与传统的技术相比，设备寿命 延长一倍以上，故障率几乎为零。 4.5 保护功能齐全 该设备具有过压，过流、过载、 水源无水等多种保护功能。 4.6 无水停机 当自来水停水时，设备会自动停 机，来水时自动开机，既保护了电机泵， 又节省了能源。 5 田庄水库灌区节水改造项目直 接式管网（无负压）供水技术应用情况 沂源县田庄水库灌区节水改造工 程设计供水流量为 4500m3/h，需要加 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 压水泵扬程为 40m，管网来水压力为 0.1MPa，进出口管道为 1000PE 管道。 根据以上参数要求，传统水池供 水方式采用四台型号为 IS 型单级卧式 离心泵（四用一备） 。单台水泵额定流 量 1600m3/h，额定扬程 50m,额定功率 280kw。 根据以上参数要求，直接叠压 （无负压）供水设备采用 ZWG4500-38- 160/5 型直接式管网叠压供水设备。采 用五台型号为 KQW350-400B-160/4 的 单级卧式离心泵（四用一备） 。单台水 泵额定流量 1050m3/h，额定扬程 38m, 额定功率 160kw。 无负压设备具有分时段、分压力 供水的功能，可根据当地用电高、低谷 调节供水。每台泵都有独立的变频控制， 水泵工况始终与使用工况一致，即每台 水泵启动运行时都可以根据蓄水量的变 化变频运行在高效区间。 6 工程效益比较 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 6.1 原方案工程年运行费： 项目费用主要有年基本折旧费和 年运行费构成。 6.1.1 年基本折旧费： 包括设备及管件管材折旧费和土 建设施折旧费;其中管材、管件 1283.78 万元，机电设备 260.3 万元，土建设施 671.9 万元。管材、管件及控制量测设 备、土建设施的折旧费及大修费见下表 1： 表 1 项目费用投资表 项目 投资原值 （万元） 折旧系数 折旧费 (万元) 平均大修费（%） 平均 大修费 （万元） 机电设备 260.3 0.04 10.41 4 10.41 管材 121283.78 0.025 32.09 1 12.84 土建设施 671.9 0.033 22.17 1.5 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 10.08 合计 (万元) 2215.98 64.67 33.33 由表可知：年基本折旧费为 64.67 万元。 6.1.2 年运行费： 年运行费包括工资及福利费、大 修费和其他费用等。 (1)工资及福利费：包括职工工资、 工资性津贴和福利等，管理职工 19 人， 按 2.5 万元/人，共需 47.5 万元。 (2)大修费：由上表可知:33.33 万 元。 (3)劳动保险费：指水管单位支付 离退休职工价格补贴、医药费、职工退 职金等，每年按 20 万元计。 (4)泵站运行费：传统水池供水方 式采用四台型号为 IS 型单级卧式离心 泵（四用一备） 。单台水泵额定流量 1600m3/h，额定扬程 50m,额定功率 280kw。按 3 台泵（每台 280KW） ，每 台工作 200 天计，年运行费为 403.2 万 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 元。 (5)其他费用：包括办公费等费用， 按 10 万元计。 年运行费小计：514 万元。 工程年费用为 578.67 万元。 6.2 变更后工程年运行费： 6.2.1 年基本折旧费： 其中管材、管件 1283.78 万元， 机电设备 260.3 万元，土建设施 671.9 万元。管材、管件及控制量测设备、土 建设施的折旧费及大修费见表 2： 表 2 项目费用投资表 项目 投资原值 （万元） 折旧 系数 折旧费 (万元) 平均大修费（%） 平均 大修费 （万元） 机电设备 290.3 0.04 11.6 4 11.6 管材 121398.84 0 0.025 34.97 1 13.99 土建设施 804.01 0 0.033 26.5 1.5 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 12.06 合计 (万元) 2507.65 73.07 37.65 由表可知：年基本折旧费为 73.07 万元。 6.2.2 年运行费： 年运行费包括工资及福利费、大 修费和其他费用等。 （1) 工资及福利费：包括职工工 资、工资性津贴和福利等，管理职工 5 人，按 2.5 万元/人，共需 12.5 万元。 (2)大修费： 由上表可知:37.65 万元。 (3)劳动保险费：指水管单位支付 离退休职工价格补贴、医药费、职工退 职金等，每年按 15 万元计。 (4)泵站运行费：利用无负压技术 后，按上述运行方式，按 4 台泵（每台 160KW） ，每台工作 200 天计，年运行 费为 307.2 万元。 (5)其他费用：包括办公费等费用， 按 10 万元计。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 年运行费小计：382.35 万元。 工程年费用为 455.42 万元。 6.3 供水成本费用比较 (1)变更前：年供水 2304 万 m3， 年费用 578.67 万元，供水成本为 0.251 元/m3。 (2)变更后：年供水 2016 万 m