天津颐和阁高层商住楼给排水设计毕业设计说明书.doc

Southwest university of science and technology 本科毕业设计（论文）天津颐和阁高层商住楼给排水设计学院名称土木工程与建筑学院专业名称建筑环境与能源应用工程学生姓名李 金 辉学号20094387指导教师邓军 讲师二一三年六月西南科技大学本科生毕业论文IV天津颐和阁高层商住楼给排水设计摘要：本次设计为一栋十九层高的商住楼。本建筑物所有给水排水均按二类高层建筑给排水要求进行设计。结合实际情况，根据建筑物的性质，用途，和室内设有完善的给水排水卫生设备，具体的给排水系统设计如下：生活给水系统：本建筑给水系统采用分区给水的形式，低区由室外市政管网直接供水，中区和高区均设变频泵结合气压罐的给水方式。排水系统：本设计采用污废水合流排放的体制。管材部分采用UPVC管，部分设置单独通气管的方式。消防系统：该建筑防火等级属于中危险级级，设计内容包括消火栓系统和自动喷淋系统。本设计以经济、环保、节能为原则，通过借鉴以前的设计方法和经验，采用了合理的技术措施，使设计的各个系统达到了很好的使用效果。关键词：生活给水； 排水； 消火栓； 自动喷淋The Design of Water Supply and Drainage System of High Commercial Residence in TianjinAbstract: This design is mainly for a high building with 19 floors. All the water supply and drainage systems of this building are designed according to requirements of the second level high building. Combined with the practical situation, and according to the nature and use of this building as well as the perfect water supply and drainage equipments indoors, the specific design of the water supply and drainage system are as follows: The domestic water supply system: the water supply system of this building is in the form of original supply, lower areas are directly supplied by the municipal water supply pipe outside, and the central as well as the higher areas adopts the way which is connected with pressure tank.The drainage system: this design adopts the system of discharging the unclean and waste water together. The pipe part adopts UPVC spiral pipe, while some other parts of the design use a separate vent pipe.The fire-extinguishing system : The fire prevention level of this building belongs to level. The content of this design includes both the fire hydrant system and the automatic sprinkler system. This design is in the principle of economy, environmental protection and energy saving, by analyzing the previous designing methods and experience as well as using reasonable technical measures, to make every system of this design achieve a very good using effect. Key word:Living water supply, the drainage system, the fire hydrant, Automaticsprinkler system目 录引 言1第1章 工程概况21.1建筑概况21.1.1工程概述21.1.2建筑各层高度以及面积21.2设计任务21.2.1设计要求21.2.2设计的具体内容21.3 设计依据及原始资料31.3.1依据设计31.3.2原始资料3第2章 给水系统的设计与计算52.1设计说明52.1.1给水方式的选择与优缺点52.1.2给水系统的组成52.1.3给水管道布置与安装52.2设计计算62.2.1生活给水设计标准与参数的确定62.2.2设计流量计算62.2.3给水管网水力计算表82.2.4其他212.3节水设施292.4给水安全技术分析292.5管道试压302.5.1技术要求30第3章 建筑排水系统设计与计算323.1设计说明323.1.1确定系统排水体制323.1.2系统组成及管材选用353.1.3存水弯、地漏、清扫口的设置353.1.4防火套管的布置与敷设353.2设计计算363.2.1设计秒流量363.2.2管道布置和敷设363.2.3横干管水力计算373.2.4排水立管的设计与计算45第4章 建筑雨水排水系统设计与计算474.1设计说明474.1.1确定屋面雨水排出方式474.1.2管材选用474.1.3雨水斗及管道的布置原则与方法474.1.4降雨强度确定474.2设计计算474.2.1外排水系统计算474.3雨水灌水试验49第5章 建筑消防系统的设计与计算505.1设计说明505.1.1设计参数505.1.2消防系统设计505.2消防管道安装与布置515.2.1消火栓给水系统515.2.2自动喷淋系统515.3设计与计算515.3.1消火栓系统的设计515.3.2自动喷淋系统的设计与计算59参考文献63致 谢64西南科技大学毕业生论文引 言近年来，随着我国经济实力的增强，生活水平的提高，人们对生活质量，特别是生活空间居住环境的要求也在日益提高。节水节能已经提上日程。这就要求我们建筑给水排水专业人员更加努力。在做好合理设计的同时，更应开放思维，提高节水节能意识，为创和谐社会贡献一份力量。本次毕业设计为高层大型商场的给水，排水，雨水，热水，消防系统的设计与计算。在给水设计中，结合相关的设计资料提供的数据，本着以经济合理为原则，精确选择供水方案。在给水方面采用多项给水系统和超强节能的变频调速系统，大大增强了给水保障力度，提高了安全系数。排水方面能结合该建筑的特点、市政条件以及周围建筑环境的特点，在设计中力求保证排水畅通，卫生条件较好。本设计中住宅卫生间采用同层排水，具有良好的减噪功能，在视觉上更加美观。在消防方面主要考虑该建筑的防火等级，涉及方面有消火栓系统、自动喷淋系统。在设计中通过各种方式搜集和整理经验数据以及各种资料，力求使设计更加合理，保证各个系统的正常工作。但在设计中由于个人能力和相关资料匮乏的原因，导致某些设计不够理想。本次设计的主要目的：掌握并能熟练运用计算机绘制给排水施工图。熟悉建筑给水排水设计规范、手册、标准图集。掌握工程图设计程序及要求。掌握按已知条件和设计要求考虑和解决一般高层建筑内给水排水，及消防工程的原则问题和某些具体问题。通过本设计进一步巩固基本知识，并学会运用基本知识，结合设计规范，理论联系实际，设计出满足使用功能，技术先进且经济合理的给水排水工程项目。第1章 工程概况1.1建筑概况1.1.1工程概述1. 该工程为商住楼，位于天津地区。2. 该建筑长30m,宽40m,占地面积1500m2，总建筑面积约1.5万m2。其中，地下部分建筑面积为483m2。3. 建筑层数与高度（1） 地下一层，地上十九层；（2） 建筑总高度66.7m。4. 建筑功能布局本工程地下一层为部分设备用房，地上一到三层为商场，四至十九层为住宅。1.1.2建筑各层高度以及面积其中：地下一层 层高 4.5m一层 层高 5.0m二层 层高 4.2m三层 层高 5.0m四至十九层 层高 3.0m建筑物总占地面积1500m2，高层建筑总面积约1.5万m2。根据规范可知：本建筑为一类高层建筑其耐火极限为中危险级级。1.2设计任务1.2.1设计要求 通过阅读整理中外文资料文献,调查研究与收集有关资料,拟定方案,并注意做好同建筑结构、供热、通风、供电等相关专业间的协调与配合,再综合技术经济分析后,选择合理的设计方案。1.2.2设计的具体内容1. 建筑内部生活给水,热水供应系统设计。2. 建筑内部排水系统设计(含污水,废水排出,雨水排出)。3. 建筑内部消防系统设计(含消火栓系统、自喷系统)。4. 建筑外部给水、排水,消防系统设计。5. 泵房泵站的设计（平面布置，系统图，剖面等）。1.2.3具体设计项目1. 室内给水工程的施工图设计；2. 室内排水工程的施工图设计； 3. 室内室外消防工程的施工图设计,包括消防栓系统,喷淋系统；4. 雨水工程的初步设计；5. 热水的初步设计；6. 泵房的设计。1.3 设计依据及原始资料1.3.1依据设计1. 建筑给水排水设计规范（GB500152003）（2009年版）；2. 给排水设计册手第二册；3. 室外给排水设计规范（GB500132006）；4. 高层民用建筑防火设计规范（GB 50045-95）（2005年版）；5. 自动喷水灭火系统设计规范（GB 50084-2001）（2005年版）；6. 高层建筑给排水设计黑龙江科学技术出版社；7. 给排水设计手册第三册；8. 建筑给排水工程中国建筑出版社；9. 本工程建设地区天津市的暴雨强度公式：Q5= 438 L（/s 104m2）10. 建设单位提供的工程建设地周边市政给排水管网资料，市政给水管网水压拟以为0.3MPa；11. 土建专业提供的施工图。1.3.2原始资料1. 蓝图 （1） 建筑地下一层平面图 1:100 （2） 建筑一层平面图 1:100 （3） 建筑二到三层平面图 1:100 （4） 建筑四层平面图 1:100 （5） 建筑五到十九层平面图 1:100 （6） 建筑屋面平面图 1:100 （7） 建筑屋顶平面图 1:1002. 建筑结构主体结构为框架剪力墙结构体系,部分结构为框架结构体系。 3. 城市给排水管道现状资料（1） 在建筑物的东侧和南侧均有市政供水管道。可作为该建筑物的水源。其管径为300mm。常年可提供的水头为0.3MPa。管顶埋地深为-2.0米。（2） 城市排水管道在建筑物的北侧城市道路旁,其管径为400mm,管底埋深为-1.1m。（3） 冰冻线深度-1.6m。（4） 电源:城市可提供二路独立电源。（5） 建筑物基础类型:桩基础。第2章 给水系统的设计与计算2.1设计说明2.1.1给水方式的选择与优缺点1. 供水方式根据设计资料市政管网所提供的水头为0.3MPa及建筑物的性质故采用上下分区供水。地上一到三层为低区由市政管网直接供水，利用外网水压采用下行上给方式；四至十一层为中区利用水泵（变频泵）提升，气压罐调节流量采用下行上给的供水方式；十二至十九层为高区利用水泵（变频泵）提升，气压罐调节流量采用下行上给的供水方式，其中中区和高区采用联合供水方式达到经济节能的目的。由于城市给水管网不允许直接抽水，需设贮水箱。2. 各供水方式优缺点（1） 由外网直接供水，水质较好，且系统简单，当外网压力过高某些点压力超过允许值时，应采用减压措施。当外网发生事故时，使整个建筑供水能力下降甚至停水。（2） 该建筑为商住楼，商场部分客流量较大，导致用水不均，流量变化较大。（3） 设置气压罐，其灵活性大，设置位置不受限制，便于隐蔽，安装、拆卸都很方便；实现了自动化操作，便于维护管理。气压罐为密闭罐，不但水质不易污染，同时还有助于消除给水系统中水锤的影响。各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。2.1.2给水系统的组成本建筑给水系统由引入管，水表节点，给水管道，配水装置和用水设备，给水附件，地下贮水箱，水泵，水箱等组成。2.1.3给水管道布置与安装1. 各层给水管道采用暗装敷设，管材均采用PPR管，热熔连接DN大于75mm的管材采用热熔和法兰连接，与用水器连接时采用丝扣或法兰连接，输水平管均采用法兰连接的衬塑钢管及配件。当直埋、暗敷在墙体及地坪层内的管道应采用热熔连接2. 管道外壁距离面不小于150mm；离墙，柱及设备之间的距离为50mm；立管外壁距离墙，柱，梁净距不小于50mm；支管距离墙，梁，柱净距为2025mm。3. 给水与排水管道平行或交叉时，其距离分别大于0.5m，0.15m；交叉时给水管在排水管上面。4. 立管通过楼板时，应预埋套管且高出地面1020mm。5. 在立管或横支管上设阀门，管径DN50mm时设闸阀；DN50mm时设截止阀。6. 引入管采用衬塑钢管，在穿地下室外墙时应设刚性防水套管。7. 给水横干管设计0.003的坡度，坡向泄水管。明设的给水立管穿越楼板时，应采取防水措施。室内给水管道上的各种阀门，宜装设在便于检修和便于操作的位置。塑料给水管道不得与水加热器直接连接，应有不小于0.4m的金属管段过度。8. 生活水箱采用成品水箱，上部设检修孔，生活水位吸水管设置在距生活水箱底部上方30mm处，保证生活用水持续供应。9. 生活泵设于地下一层泵房内，所有水泵出水管，均设缓闭止回阀，除消防泵外其它水泵均设减震基础。并在吸水管和出水管上设可曲挠橡胶接头。2.2设计计算2.2.1生活给水设计标准与参数的确定根据高层民用建筑工程设计技术措施给水排水工程2003 P3表2.1.21查得：表21序号建筑类型单 位最高日生活用水量定额（L）小时变化系数每日使用时间1商场每m2营业厅面积每日581.51.2122住宅每人每日1803202.52.0242.2.2设计流量计算1. 最高日用水量：Qd=（mqd/1000） （21）其中： Qd最高日生活用水量m3/dm设计单位数qd最高日生活用水定额（注：综合性建筑应分别按不同建筑的用水定额计算各自的最高日生活用水量，然后将同时用水项目叠加，以用水量最大一组作为整个建筑的最高日用水量。）2. 最高时用水量：Qh=kh(Qd/T) （22） 其中： Qh最大小时生活用水量，单位m3/hKh时变化系数Qd最高日生活用水量，单位m3/hT每日使用时间，单位h3. 流量计算结果如下：表22 流量计算表 项目用水类别水量标准总面积（m2）Qd(m3/d)KhQh(m3/h)T/h生活用水商场每m2营业厅面积每日58L/d210016.81.21.6812生活用水住宅每人每日180320642.05.424未预见用水8.080.71总计88.887.79(注：未预见水量按日用水量的10%计。)4. 设计秒流量：根据建筑给排水工程查表3-5（1） 商业区给水水力计算a=1.5qg=0.2aNg1/2 （23）qg计算管段的设计秒流量，L/s；Ng计算管段的的卫生器具给水当量总数；a 根据建筑用途确定的系数。使用上述公式应注意以下几点：1) 如计算值小于该管段上一个最大卫生器具给水额定流量时，应采用一个最大卫生器具给水额定流量最为设计秒流量。2) 如计数值大于该管段上按卫生器具给水额定流量累加所得流量值时，应按卫生器具给水额定流量累加所得流量值采用。3) 有大便器延时自闭冲洗阀的给水管段，大便器延时自闭冲洗阀的给水当量均已0.5计，计算得到的qg附加1.20L/s的流量后，为该管段的给水设计秒流量。（2） 住宅区给水水力计算 qg=0.2UNg （24）qg计算管段的设计秒流量，L/sNg计算管段的的卫生器具给水当量总数U计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，%2.2.3给水管网水力计算表1. 一到三层公共卫生间给水管网水力计算草图见下图:66图21 1F公共卫生间给水管网计算草图表23 1F公共卫生间给水管水力计算表顺序 编号管段编号卫生器具当量卫生器具名称、数量、当量当量 总数N设计秒流量qg(L/s)DN (mm)V （m/s）单阻i（kPa）管长（m）沿程水头损失hy=iL (kPa)小便器洗手盆蹲便器坐便器拖布盆自至（n/N）0.5 0.50.50.50.75123456789101112131415101n/N1/0.50.5 0.21 150.991.020.70.714212n/N2/1.01.0 0.30 200.790.420.70.294323n/N3/1.51.50.37 200.970.611.50.915434n/N3/1.51/0.752.250.45 200.990.8632.58545n/N3/1.51/0.51/0.752.750.50 201.031.041.11.144656n/N3/1.52/1.01/0.51/0.753.750.58 400.650.260.70.182767n/N3/1.52/1.02/1.01/0.754.250.62 400.680.333.51.155878n/N3/1.52/1.02/1.02/1.550.67 500.710.371.80.666989n/N3/1.51/0.52/1.02/1.02/1.55.50.70 500.740.390.70.27310910n/N3/1.52/1.02/1.02/1.02/1.560.73 650.790.360.90.324图22 1F3F公共卫生间给水管网计算用图表24 1F3F公共卫生间给水管网水力计算表顺序 编号管段编号卫生器具当量卫生器具名称、数量、当量当量总数N设计秒流量qg(L/s)DN (mm)V（m/s）单阻i（kPa）管长（m）沿程水头损失hy=iL(kPa)小便器洗手盆蹲便器坐便器拖布盆自至（n/N）0.5 0.50.50.50.75123456789101112131415101n/N1/0.50.5 0.21 151.051.030.80.824212n/N2/1.01.0 0.30 200.790.420.70.294323n/N2/1.01/0.751.750.40 201.050.71.51.05434n/N2/1.06/3.01/0.754.750.65 401.020.533.82.014545n/N2/1.06/3.02/1.55.50.70 401.080.441.70.748656n/N2/1.01/0.56/3.02/1.560.73 400.990.670.70.469767n/N2/1.02/1.06/3.02/1.56.50.76 401.060.480.50.24878n/N2/1.02/1.06/3.02/1.56.50.76 500.840.514.22.142989n/N4/2.04/2.012/6.04/3.0131.08 501.120.6453.210910n/N7/3.56/3.014/7.02/1.06/4.5191.31 651.180.3662.16合计28.1412. A、B、C户型的给水管网水力计算用图见下图： 图23 A户型给水管网计算用图图24 B户型给水管网计算草图图25 C户型给水管网计算草图户型管段编号卫生器具当量卫生器具名称、数量、当量同时出流概率U(%)当量 总数N设计秒流量qg(L/s)DN (mm)V （m/s）单阻i（kPa）管长（m）沿程水头损失hy=iL (kPa)浴盆坐便器洗脸盆洗涤盆自至（n/N）1.0 0.50.50.75123456789101112131415A01n/N1/1.01001.0 0.20 150.890.9432.8212n/N1/1.01/0.51/0.573.12.0 0.29 200.760.3951.9523n/N1/1.02/1.02/1.059.43.0 0.36 200.940.584.52.6134n/N1/1.02/1.02/1.02/1.548.54.5 0.44 200.990.831814.94B01n/N1/0.51000.50.10 150.580.2910.2912n/N1/0.51/0.586.71.0 0.17 200.570.1930.5723n/N1/1.02/1.02/1.059.43.0 0.36 200.940.585.53.1934n/N1/1.02/1.02/1.02/1.548.54.5 0.44 201.020.83129.96C01n/N1/1.01001.0 0.20 150.830.940.80.75212n/N1/1.01/0.584.61.5 0.25 200.680.311.30.40323n/N1/1.01/0.51/0.573.12.0 0.29 200.760.3951.9534n/N2/2.02/1.02/1.052.74.0 0.42 200.960.775.54.23545n/N2/2.02/1.02/1.02/1.543.85.5 0.48 201.070.971312.61表25 A、B、C户型给水管水力计算表 3. 住宅中区加压给水管网水力计算用图见下图图26 中区加压给水管网计算用图节点编号总当量 NgU0 （%）U0对应的c同时出流概率U流量 （L/s）DN (mm)V （m/s）单阻 i（kPa）管长 （m）沿程水头损失hy=iL(kPa)自至014.52.06 0.011848.17%0.43 201.030.591810.6212201.88 0.0100123.31%0.93 400.760.3720.742324.51.92 0.0078120.94%1.03 500.660.2830.8434491.92 0.0078115.03%1.47 500.690.3330.994573.51.92 0.0078112.41%1.82 650.620.2330.6956981.92 0.0078110.84%2.13 650.790.7432.2267122.51.92 0.007819.78%2.40 650.820.7932.37781471.92 0.007818.99%2.64 650.860.6932.0789171.51.92 0.007818.38%2.87 650.890.8732.619101961.92 0.007817.88%3.09 650.970.784031.2合计54.35表26 中区加压给水管网水力计算表4. 住宅高区加压给水管网水力计算用图见下图图27 高区加压给水管网计算用图表27 高区加压给水管网水力计算表节点编号总当量 NgU0（%）U0对应的c同时出流概率U流量 （L/s）DN (mm)V （m/s）单阻i（kPa）管长 （m）沿程水头损失hy=iL(kPa)自至014.52.06 0.011848.17%0.43 201.030.591810.6212201.88 0.0100123.31%0.93 400.760.3720.742324.51.92 0.0078120.94%1.03 500.660.2830.8434491.92 0.0078115.03%1.47 500.690.3330.994573.51.92 0.0078112.41%1.82 650.620.2330.6956981.92 0.0078110.84%2.13 650.790.7432.2267122.51.92 0.007819.78%2.40 650.820.7932.37781471.92 0.007818.99%2.64 650.860.6932.0789171.51.92 0.007818.38%2.87 650.890.8732.619101961.92 0.007817.88%3.09 650.970.786449.9210113921.92 0.007815.79%4.54 800.820.381.50.57合计73.642.2.4其他1. 引入管管径及水表选择（1） 生活给水设计秒流量：由于该商住楼采用分区给水，既有加压供水也有市政直接供水，给水引入管设计秒流量应为贮水池设计补水量与低区直接给水设计秒流量两者之和。根据建筑物的性质，一到三层是商场，由建筑给排水设计手册可知K=0 a=1.5 四到十一层是中区给水住宅，十二层到十九层是高区给水住宅。1）贮水池设计补水量高区加压供水最高日用水量： Qdi=（qliNi/1000） （25）=200*4*5*8/1000=32m3/d高区加压供水最高日最大小时设计流量为：Qmax=QdiKhi/Ti （26）=32*2/24=2.67m3/h=0.74L/s高区加压供水最高日平均时生活用水量为：Qcp=Qdi/Ti （27）=32/24=1.33m3/h=0.37 L/s中区加压供水最高日用水量： Qdi=（qliNi/1000）=200*4*5*8/1000=32m3/d中区加压供水最高日最大小时设计流量为：Qmax=QdiKhi/Ti=32*2/24=2.67m3/h=0.74L/s中区加压供水最高日平均时生活用水量为：Qcp=Qdi/Ti=32/24=1.33m3/h=0.37 L/s设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时生活用水量，且不得小于建筑物最高日平均时生活用水量。故贮水池设计补水流量取1.48L/s。2）低区直接给水系统设计秒流量 一到三层商场生活用水全部由室外管网直接供水，即低区直接供水设计秒流量为1.31 L/s。 贮水箱给水引入管设计秒流量，即1.48+1.31=2.79 L/s，查水力计算表选用给水引入管管径为DN80，核算流速为0.97m/s，符合要求。（2） 消防流量：消防用水Q=30(L/s) 延时3小时喷淋用水Q=20(L/s) 延时1小时Q=（3033.6+203.61）/48=8.25(m3/h)（3） 未预见流量Q=0.71（m3/h）（按最高日最大时用水量的10计）（4） 建筑总设计流量为生活设计秒流量，生产流量，未预见流量，消防流量组成。Qmax=10.1+0.71+8.2519.06 (m3/h)该建筑给水引入管拟采用2根，每一根引入管承担的设计流量为Q=2/3Qmax=219.06/3=12.8（m3/h)查水力计算表选用衬塑钢管给水引入管管径为DN100，核算流速为1.19m/s，符合要求选用。（5） 水表按照Q=12.8(m3/h)选择选用LXL-100N水平螺翼式水表公称直径100mm 过载流量120(m3/h) 常用流量60(m3/h)水表的水头损失： （28）其中水表的水头损失,kPa qg计算管段的给水流量,m3/h 水表的特性系数Kb=Qmax2/10=1202/10=1440； （29）hd=Q2/Kb=12.82/1440=0.12KPa （210）根据建筑给水排水工程查表3-6螺翼式水表正常用水时水头允许值12.80KPa即满足要求。2. 一到三层公共卫生间给水水压校核该区所需要的水压为：H=H1+H2+H3+H4 （211）H建筑内部给水系统所需要的水压，KPaH1引入管起点至最不利配水点位置高度所要求的静水压，KPaH2引入管起点至最不利配水点的给水管路即计算管路的沿程与局部水头损之和，KPaH3水流通过水表时的水头损失，KPaH4最不利配水点所需的最低工作压力，KPaH19.2+0.8+2=12mH2O=120KPa最不利供水管段的沿程水头损失和局部水头损失为：（其中局部水头损失按照水头沿程的30%计） H2=28.141*1.3=36.58KPaH3=0.12KPaH4=120KPaH=120+36.58+0.24+120=276.7 KPa 276.7KPa300KPa满足要求。3. 变频调速系统的设计要点与原理： 1）变频调速水泵应有自动调节水转速泵和软起动的功能，且有过载，短路，过压。缺相，欠压，过热等保护功能。 2）水泵工作点应在水泵至高效区范围内。水泵的调整范围宜在75%100%的范围内。在高效区内可调20%。 3）当用水不均时，为减少零流量的能耗，变频调速水泵宜采用并联配有小型加压泵的小型气压罐在夜间工作供水。 4）水泵的吸水方式宜为灌入式。 5）压力传感器应安装在供水干管震动小，水压比较平稳的管段上。 6）变频调速给水设备应放在环境温度540，相对湿度在90以下且有良好的通风环境内。 7）电控柜顶距建筑物的最低点h1000mm，柜底高出地面300mm. 变频调速特点：本设备在管网末端设有遥感式压力传感器在水泵出水管附近设有流量传感器。供水压力随着供水量的变化沿管网特性曲线改变。4. 水泵变频运行及节能技术分析 随着我国工业生产的迅速发展，电力工业虽然有了长足进步，但能源的浪费却是相当惊人的。据有关资料报导，我国、水泵、空气压缩机总量约4200万台，装机容量约1.1亿千瓦。但系统实际运行效率仅为3040%，其损耗电能占总发电量的38%以上。这是由于许多、水泵的拖动电机处于恒速运转状态，而生产中的水流量要求处于变工况运行；还有许多企业在进行系统设计时，容量选择得较大，系统匹配不合理，往往是“大马拉小车”，造成大量的能源浪费。因此，搞好水泵的节能工作，对国民经济的发展具有重要意义。（1） 水泵变频调速运行的节能原理水泵用阀门控制时，当流量要求从Q1减小到Q2，必须关小阀门。这时阀门的磨擦阻力变大，管路曲线从R移到R，扬程则从Ha上升到Hb，运行工况点从a点移到b点。 调速控制时，当流量要求从Q1减小到Q2，由于阻力曲线R不变，泵的特性取决于转速。如果把速度从n降到n，性能曲线由（Q-H）变为（Q-H）,运行工况点则从a点移到c点，扬程从Ha下降到Hc。 根据离心泵的特性曲线公式： NRQH102 （212）式中：N水泵使用工况轴功率（kw） Q使用工况点的流量（m3/s）； H使用工况点的扬程（m）； R输出介质单位体积重量（kg/m3）； 使用工况点的泵效率（%）。 可求出运行在b点泵的轴功率和c点泵的轴功率分别为： NbRQ2Hb/102 （213）NcRQ2Hc/102 两者之差为： NNcNb=RQ2（HbHc）/102 也就是说，用阀门控制流量时，有N功率被损耗浪费掉了，且随着阀门不断关小，这个损耗还要增加。而用转速控制时，由于流量Q与转速n的一次方成正比；扬程与转速n的平方成正比；轴功率P与转速n的立方成正比，即功率与转速n成3次方的关系下降。如果不是用关小阀门的方法，而是把电机转速降下来，那么在转运同样流量的情况下，原来消耗在阀门的功率就可以全避免，取得良好的节能效果，这就是水泵调速节能原理。（2） 变频调速的基本原理变频调速的基本原理是根据交流电动机工作原理中的转速关系： n60f（1-s）/p （214）式中：f水泵电机的电源频率（Hz）； p电机的极对数； 由上式可知，均匀改变电动机定子绕组的电源频率f，就可以平滑地改变电动机的同步转速。电动机转速变慢，轴功率就相应减少，电动机输入功率也随之减少。这就是水泵变频调速的节能作用。（3） 水泵变频调速控制系统的设计目前，国内在水泵控制系统中使用变频调速技术，大部分是在开环状态下，即人为地根据工艺或外界条件的变化来改变变频器的频率值，以达到调速目的. 系统主要由四部分组成：(a)控制对象(b)变频调速器(c)压力测量变送器（PT）(d)调节器（PID）.系统的控制过程为：由压力测量变送器将水管出口压力测出，并转换成与之相对应的420mA标准电信号，送到调节器与工艺所需的控制指标进行比较，得出偏差。其偏差值由调节器按预先规定的调节规律进行运算得出调节信号，该信号直接送到变频调速器，从而使变频器将输入为380V/50Hz的交流电变成输出为0380V/0400Hz连续可调电压与频率的交流电，直接供给水泵电机。（4） 水泵变频调速应用的注意事项水泵调速一般是减速问题。当采用变频调速时，原来按工频状态设计的泵与电机的运行参数均发生了较大的变化，另外如管路特性曲线、与调速泵并列运行的定速泵等因素，都会对调速的范围产生一定影响。超范围调速则难以实现节能的目的。因此，变频调速不可能无限制调速。一般认为，变频调速不宜低于额定转速50，最好处于75100，并应结合实际经计算确定。1) 水泵工艺特点对调速范围的影响 理论上，水泵调速