建筑给水排水第2章补建筑供水方式综述.ppt

第2章补建筑供水方式综述 1 供水二次污染的主要原因 a 管材使用不当水厂的出水中含有某些金属元素 化合物及微生物 加上目前居民小区的供水管道几乎都是金属管 镀锌钢管和铸铁管 当水在管道中流动时 水中残留的细菌可能会再度繁殖 使水质发生变化 主要表现在 细菌和大肠杆菌的再度繁殖 耐氯微生物的滋生 自养型铁细菌的繁殖 自养型铁细菌的繁殖 硫的转化菌的繁殖 硝化与反硝化菌的繁殖 另一方面金属管道内会形成结垢层 其主要成因是 管道内壁的腐蚀形成氢氧化铁即铁锈 水中的碳酸钙 镁 沉积形成水垢 管道内的生物性堵塞 特别是嗜铁细菌吸收亚铁盐 排出氢氧化铁而形成结垢层 b 水池 箱 的容积过大 水池 箱 的容积过大使水的停留时间过长 会导致微生物再度繁殖 有关研究表明 在全年水温 15 的地区 平均水力停留时间以4 6h为宜 在平均水温 15 的地区 以6 10h为宜 要严格控制最大水力停留时间 12h 但设计人员在设计水池 箱 时 往往对供水的可靠性考虑过多 使得水池 箱 的容积过大 如某屋顶水箱的供水 其水泵的开启大部分采用手动方式 若按传统方法计算供20户用水的水箱 每户以3 5人计算 每天早晚开二次泵 则水箱的容积约为6m3 按实际每户人家用水6 7m3 月计算 则平均水力停留时间可达30h 大大超出了最大水力停留时间的要求 若消防和生活用水共用一个屋顶水箱 水力停留时间则更长 c 水池 箱 的设计和管理存在不足 目前许多居民小区的水池 箱 基本上都是钢筋混凝土结构的 缺少必要的内衬处理 这样会使水泥中的有害成分溶出 池壁易粘附污染物且不易清洗干净 有些水池 箱 中的管 孔布置欠合理 易出现死水区和短路 水池 箱 的底部缺少必要的坡度 通气不足 溢流管和通气管没有防虫 鼠 尘埃的网罩 人孔的密闭性不好 这些问题导致水池 箱 不能定期清洗 增大了二次污染的几率 我国目前城市供水二次污染普遍存在 据全国90座大中城市自来水水质调查结果 自来水出厂各项指标平均总合格率为99 39 城市供水管网水质平均总合格率为98 52 水池 箱 平均总合格率为93 92 居住区用水点平均总合格率为90 95 在建有水池 箱 二次加压供水系统中 居住区范围内水质的污染比重约占 由此可见生活饮用水二次污染的关键环节是二次加压系统 水池 水箱等 和管网系统 对于供水末端管网造成的污染 近几年随着塑料管 铝塑复合管等新型管材的推广应用已经逐步得到改善 而水池 箱 造成的污染则是目前进行管网系统改造的重点 国内许多大中城市如杭州 南京 嘉兴都已在几年前逐步开展了此项工作 经深入研究发现 目前较为广泛采用的对水池 箱 水进行二氧化氯等二次消毒手段 其杀菌消毒的同时也会产生三卤甲烷 亚氯酸根和氯酸根等有害物质 而采用臭氧消毒又存在消毒持续时间问题 因此认为消除供水二次污染最直接的方法是取消水池 箱 2 变频供水方式的由来 以前 比较强调供水压力的稳定 通常采用水塔或高位水箱来保证供水系统压力恒定 采用水泵和水箱 水塔 联合供水方式 优点 压力稳定 水泵工作效率高 节能 缺点 水箱有二次污染问题 1997年版 建筑给水排水设计规范 要求必须具有调节水量 水泵自动运行时 生活用水的水箱容积可按不小于最高日用水量的5 计算 水泵人工操作时 生活用水的水箱容积可按不小于最高日用水量的12 计算 储水池的调节水量在资料不全时 不得小于全日用水量的8 12 北方地区冬季寒冷 低层住宅楼楼顶一般不设水箱 建设高位储水设施如水塔 还要防冻 成本较高 随着生活水平的提高 供水安全卫生受到了越来越多的重视 同时电力电子技术 微电子技术及现代控制理论的不断进步 变频器性价比有了大幅提高 使得水泵变频调速技术大范围地应用于建筑和住宅小区的给水系统中成为可能 城市供水行业2000年技术进步发展规划 中提出了 二提高三降低 的要求 即提高供水水质 提高供水安全可靠性 降低能耗 降低滴漏和降低药耗 十几年前 变频供水高举节能 解决二次污染两大 开始主要是节能 特点 宣传 无塔供水 的种种优点 迅速占领了我国的建筑市场 百度知道 问 家是北方农村的 有自备井 潜水泵 家用型 最近想安装水塔 考虑到冬天结冰的问题 想找一套防冻的水塔设备 零度以下水塔内水不会结冰的 水塔或无塔供水都可以 主要考虑对象是水塔 经济 实在不行 无塔供水也可以 但要考虑造价 不能太高 满意回答 买一个1立方不锈钢水塔 外表用橡塑保温棉保温 保温厚度最好7公分 水塔下水管一直到室内延伸管道都要保哦 不过尽量塔装小一点的 水塔内存水不多停留时间就不常 结冻可能性就小 需要用水时随时再抽 百度知道 问 无塔供水与水塔供水各有什么特点呀 如果是搞养殖 为了节约成本那种更经济呢 满意回答 无塔供水 占地小 节能 自动化程度高 设备简单 成本还小 忽悠 百度知道 问 无塔供水优点 能自动供停水缺点 家数多了用不了 没电了用不了 水塔优点 家数多也能用 没电也能用 缺点 需要人为开启关闭想问一下能不能把俩者结合一下 有一定的蓄水功能又能自动开启关闭的装置啊 在原有也成的管道基础上改动不需要太大的 谢谢 望高人指点 答 在水塔基础上加装液位控制系统 在原先人工合闸处加一接触器 用液位控制系统控制接触器就可以实现自动上水 自动停止了 3 1交流电机调速原理 交流电机转速公式 式中n为转速 f为电源频率 p为定子磁场的磁极对数 s为转差率 转差率变化不大 调节交流电机转速只有从两个方面入手 即磁极对数和频率 变极调速和变频调速 3 恒压变频调速供水系统原理和控制 1 有级调速 且级数很少 如电源频率为50Hz 则p 1 n 3000r min 2极电机p 2 n 1500r min 4极电机p 3 n 1000r min 6极电机p 4 n 750r min 8极电机 2 定子磁场的磁极对数取决于定子绕组的结构 由于定子绕组的设计要兼顾到多种磁极对数的情形 故不可能得到最佳设计 电机效率有所降低 3 成本较变频调速低 变极调速的特点 变频调速的特点 1 无级调速 调速范围广 2 电机效率高 3 变频器的故障率小 4 变频器的价格较高 电机变频调速技术与节能密切相关 在许多行业得到了越来越广的应用 建筑给排水 暖通空调 热能动力领域中用到大量水泵 风机和压缩机 因此 变频调速技术运用非常广泛 3 2恒压变频调速供水系统原理 组成 泵组及其电机 变频器 储水池 PID调节器 压力传感器 控制单元等部分组成 原理 变频器根据水泵出口压力调节电机频率和水泵转速 保持水泵出口处压力恒定 用水量较大时 水泵出口处压力降低 则提高变频器频率和水泵转速 用水量较小时 水泵出口处压力升高 则降低变频器频率和水泵转速 如某小区有7栋住宅楼 每栋均为18层 共336户 在每栋楼的负二层泵房中设置了3台泵 1用2备 采用恒压变频调速供水系统 每台泵运行12小时 3台泵轮流工作 不间断 水泵出口压力始终保持在7kg 0 7MPa 为什么要 恒压 保持管网压力 水泵出口处 压力恒定 高层建筑的典型供水方式 高层建筑或小高层建筑 市政管网压力不足以满足要求 故需要二次加压 小区采用分区供水方式 1 5层由市政管网直接供水 6 12层 13 18层分别由水泵加压供水 由于不允许从市政管网直接抽水 故需设贮水池 置于地下室 仅有一个高位水箱 设于5号楼楼顶 加压水泵放置在地下室的泵房 13 18层给水立管 6 12层给水立管 1 5层给水立管 这种水泵并列给水方式 它的优点是各区相对独立 供水安全性高 水泵集中 管理维修方便 运行动力费用经济 但是上区需配置高压水泵和高压管线 水泵型号多 台数多 高压管线布置复杂 设备费用高 水箱占用建筑面积 影响经济效益 恒压变频系统 生活增压水泵 恒压变频系统 如某小区有7栋住宅楼 每栋均为18层 共336户 在每栋楼的负二层泵房中设置了3台泵 1用2备 采用恒压变频调速供水系统 每台泵运行12小时 3台泵轮流工作 不间断 水泵出口压力始终保持在7kg 0 7MPa 无论需求的流量多大 皆需要将水提升至最高处 如18层 因此对压力的要求不能降低 恒压 值如何计算 H 18 2 8 18 2 8 0 1 1 3 2 5H 50 4 6 6 2 5 64 mH2O 为什么要 恒压 保持管网压力 水泵出口处 压力恒定 对于实际供水系统 泵组电机可能为多台 变频器在工作时只对其中的一台进行调频 因此 在根据水压决定投入泵组台数后 变频器只对最后投入的电机进行调速 其它已投入的电机则在工频下全速运行 泵组电机由变频器供电到由工频电源供电的切换过程由逻辑控制单元PLC实现 水泵电机从停止到满载工作和从满载工作到停止都由变频器来控制 实现带载软启动 避免了启动冲击电流和启动给水泵电机带来机械冲击 保证了管网压力稳定 满足了大厦的正常供水 以2用1备系统为例 PLC首先利用变频器软启动1 加压泵 此时安装在管网上的传感器将实测的管网压力反馈回压力调节器 与给定值进行比较后调节器运算出控制量 调节变频器输出频率及电压 从而调节电机转速 当用水量大时 变频器输出频率升高 当用水量小时 频率降低 当频率上升到50Hz 即水泵全速运转时 仍不能满足供水需要时 则PLC自动将1 泵切换到工频运行 1 泵由电网供电全速运行 2 泵由变频器供电投入运行 当1 泵工频运行 2 泵变频运行时 如果此时用水量减小 变频器输出频率下降 当频率到达一定的下限时 供水量仍大于用水量 则系统自动将2 泵停止运行 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75 100 并应结合实际经计算确定 变压变频调速供水系统 变压变量供水系统的压力传感器设置在供水管网末端 PID调节器设定值为管网末端用户所需的服务水头值 系统通过自动调节使管网末端水压保持恒定 使管路特性曲线和系统静扬程不变 而水泵出水口压力则随着供水量变化依管路特性曲线而改变 故理论上实现了 系统需要多少 机组提供多少 不会由于供水量的减小而产生多余的静扬程 节能效果满意 4 恒压变频调速供水系统模式分析 一栋高层建筑单独使用一套变频给水系统 由于给水管线均在室内 如果施工质量优良的话 管网的泄漏量较少 这时在夜间有可能出现零流量的情况 对于稍大的系统 比如 住宅小区中几个高层建筑合用一套变频给水系统 由于需要敷设室外给水管线 管网的泄漏量较大 这时即使在用水低谷 系统仍有一定的流量 对于较大的系统 比如 整个住宅小区或城市管网 由于系统庞大 用户组成较为复杂 用水习惯有较大差异 所以在用水的低谷 仍能保持相当的流量 理论上 变频器的频率在高效范围可以接近于零 但实际上水泵转速不可能无限制地减小 因此仅靠变频主泵往往还难以胜任微流量工况 例如对300 1000户的多层住宅小区或600户左右的小高层住宅楼群 12层以内 的生活用水系统 生活主泵功率一般在15kW左右 系统的零流量频率f0一般为25 35Hz 故在夜间小流量时 采用主泵变频供水效率较低 实际工程一般采用在系统中增设小流量工频辅泵 小流量变频辅泵 气压罐等设施来维持秩序微流量时的系统压力 水泵在低流量下运行 水泵效率大大降低 相对能耗较大 而且若此时系统内用水量波动较大 还会引起水泵频繁启停 变频给水系统兼顾到小流量或零流量工况的解决办法 1 变频主泵 2 变频主泵 气压罐 3 变频主泵 工频辅泵 4 变频主泵 工频辅泵 气压罐 5 变频主泵 变频辅泵 1 变频主泵 没有辅泵或气压罐等辅助设备 占地少 最大的优点是节省投资 主要适用于较小系统且小流量时流量波动不大的系统 比如上述单栋高层独立使用一套变频给水系统 2 变频主泵 气压罐 在用水高峰时 由变频主泵投入工作 在夜间用水低谷出现小流量或零流量时 由主泵和气压罐配合工作 优点 避免水泵频繁启动缺点 增加了气压罐的投资 也增加了设备的占地面积 比较适合稍小的系统 但用水低谷时流量波动较大的系统 3 变频主泵 工频辅泵 这种方式较为常用 在用水高峰时 由变频主泵投入工作 在夜间用水低谷出现小流量或零流量时 由工频辅泵维持工作 优点 投资较少 控制程序简单 缺点 辅泵启动频繁 节能效果差 比较适用于较大的系统 尤其是在用水低谷时能保持相对稳定流量的系统 就可以避免辅泵频繁启动的问题 一般选择小泵流量为3 6m3 h 居民区户数越多 流量可适当选择大些 小泵功率一般为1 5 3kW 4 变频主泵 工频辅泵 气压罐 在用水高峰时 由变频主泵投入工作 在夜间用水低谷出现小流量或零流量时 由工频辅泵和气压罐配合工作 优点 避免辅泵频繁启动缺点 增加了气压罐的投资 也增加了设备的占地面积 比较适合稍大的系统 特别是用水低谷时流量波动较大的系统 从理论上来说 选用容积较大的气压罐 对系统较为有利 实际上应进行技术经济比较 合理选择气压罐的容积 5 变频主泵 变频辅泵 这种方式目前在市场中较为少见 在用水高峰时 由变频主泵投入工作 在夜间用水低谷出现小流量或零流量时 辅泵投入工作 但也由同一个变频器进行变频控制 从理论上来说 这种方式的节能效果最佳 但其控制程序要较以上几种方式复杂 工程实例 小流量下主泵变频与副泵变频的比较 某住宅小区变频供水系统 生活主泵配QDG30 20 3立式多级泵2台 单台Q 30m3 h H 60m N 11kW 小泵配QDL4 8 8 6立式多级泵1台 Q 4 8m3 h H 48m N 1 5kW 在用水非高峰时 若采用主泵变频方案 则运行小流量频率平均为30Hz 电流为6 5A 采用小泵时小流量频率平均为35Hz 电流为2 5A 按每天小流量运行时间15h计算 每年可节电3800kW h 水泵流量选择呈阶梯状 对比较大的生活小区和高层建筑的生活用水 若单配主泵机组和小流量泵 因小泵流量QL和主泵流量QM差别较大 当流量调节范围在QL 1 3QM时 水泵的运行效率仍很低 导致水泵运行不经济 浪费电能 并且流量在大于或接近QL时还会出现频繁的换泵操作 为实现在全流量范围内水泵始终能高效率运行 这就有必要再增加一种中流量水泵 流量可选为1 3QM 1 2QM 特殊情况下还可增加2种中流量水泵 整体水泵流量选择呈阶梯状 可水泵在任何流量段运行时均处于高效率段 更加节能 误区 变频供水系统可以不设气压罐和小流量水泵 不少人认为变频水泵在系统流量很小的情况下水泵转速也接近于零 此时水泵运行的功率也是极小的 所以系统没必要再设置气压罐或小泵 实际上这种看法是非常错误的 在系统流量接近于零的情况下 水泵由于要保证系统的压力 其运行转速约为工频转速的80 运行功率约为额定功率的60 而其输出功率接近于零 故其能量浪费是相当大的 尤其是对流量变化较大且经常维持长时间小流量状态的供水系统来说 能量的浪费尤甚 设置小流量泵的目的在于 系统流量较小时改由小泵供水 以维持系统运行效率较高 而设计气压罐的作用则在于可避免水泵的不间断运行 进一步节约能耗 5 恒压变频调速供水系统水泵选型 根据 建筑给水排水设计规范 生产生活调速水泵的出水量应按设计秒流量确定 5 1水泵流量的确定 5 2水泵扬程的确定 室内给水系统所需压力H H1 H2 H3 H4 H 建筑内给水系统所需总水压 kPa H1 克服引入管起点至最不利配水点位置高度所需要的静水压 kPa H2 计算管路的水头损失 kPa H3 水表的水头损失 kPa H4 最不利配水点所需的最低工作压力 kPa 工程实例 某住宅小区 十二栋住宅楼 最高层为6层 共计432户 每户按3 5人考虑 每户均有大便器 洗涤盆和沐浴设备 最高日用水量为140L 人 日 时变化系数Kh 2 0 1 按普通水泵计算最高日用水量 Qd 0 140 432 3 5 211 68m3 d 最高日最大小时用水量 Qh Kh Qd 24 Qh 2 0 211 68 24 17 64m3 h 选用两台IS65 40 220A水泵 一用一备 Q 23 4m3 h H 44m N 7 5kW 设生活水池一座 另在楼顶或者小区最高处设储水箱进行调节 2 按变频水泵计算根据 建筑给水排水设计规范 生产生活调速水泵的出水量应按设计秒流量确定 每户有洗脸盆一个 给水当量1 厨房洗涤盆一个 当量为1 坐式大便器一个 当量为0 5 淋浴器一个 当量为0 75 总当量Ng 432 1 1 0 5 0 75 1404 1 02 k 0 0045 变频供水设计流量是水泵 高位水箱供水设计流量的2 8倍 50 17 64 选用IS65 40 200三台 两开一备 单台泵Q 25m3 h H 50m 电机功率N 7 5kW 配变频器一套 水位传感器 压力传感器等 设生活水池一座 不需要设屋顶水箱和高位储水设施 6 恒压变频调速供水系统节能分析 谈到变频节能时 许多文章 手册不管变频系统是什么样的变流量系统 一律认为是水泵功耗和水泵转速的三次方成正比 更有甚者 有些厂家宣称用本公司定压变频供水成套设备 可以节能30 40 其实 水泵功耗和水泵转速的三次方成正比 是有条件的 只有在相似工况下才成立 有时 水泵功耗仅仅和水泵转速的一次方成正比 事实上 恒压变频调速供水系统与水泵 高位水箱供水系统相比并不节能 1 水泵 高位水箱供水系统运行特点 a 水泵的设计流量一般取最大小时用水量水泵的运行由水箱的水位控制启停 间断运行 由于有水箱的调节 水泵的流量可常年按最大小时流量运行 完全避免了配水管网中流量变化的影响 b 水泵运行在高效区水泵 高位水箱供水系统中水泵的流量和扬程是恒定的 水泵运行在高效区 恒压变频调速供水泵的流量是变化的 经常在低效率工况下运行 2 恒压变频调速供水系统运行特点 a 水泵的设计流量一般取设计秒流量水泵转速随管网用水流量的变化而变化 水泵扬程保持不变 由于没有水箱的调节 在设计工况点 水泵的出水流量为设计秒流量 瞬时高峰流量 根据经验 最大小时用水流量一般比设计秒流量小50 b 水泵大部分时间不能运行在高效区变频泵的流量在不断变化 水泵低负荷时间较长 用水高峰一天集中在早 中 晚三次总计一小时的时间 效率很低 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75 100 并应结合实际经计算确定 3 恒压变频系统与水泵 高位水箱系统比较 某小区供水系统 原采用无塔上水器 小区的水价为0 7元 t 但采用的是供水水压力高限停 低限开的控制水泵运行方式 水的不可压缩性以及无塔上水器容积很小削峰的效果差 致使水泵频繁启停而常常烧毁电机 以后换成变频恒压供水后 电机不再烧毁了 但却使水费提高到了2 10元 t 广州也有小区统计资料显示变频调速供水加压电费明显提高 高位水箱供水0 6元 m3 变频调速泵供水在多层建筑1 4元 m3 在高层建筑1 8元 m3 北京的实际工程中已经出现恒压变频调速装置替换水泵 高位水箱供水后能耗成倍增加的实例 如果水泵提供的压力用于提高重力势能 则无法通过变频实现节能 只有当用来克服输水管线的水头损失 才可能通过变频实现节能 有人将做了形象的比喻 水泵 高位水箱联合供水就像把一桶水提到屋顶 再利用自身重力流下供使用 而变频供水就像需双手举一桶水供使用 有人做过住宅小区三个系统的能耗模拟 水泵 高位水箱系统 恒压变频系统 水泵连续工作系统 1 2 4 恒压变频调速供水装置与连续运转的工频泵相比是节能的 但这属于城市水厂的供水情况 而不是建筑二次加压供水的情形 建筑二次供水与热水供热和空调冷冻水情形不同 后者属于闭式循环系统 管路特性曲线就是水泵的等效率曲线 水泵调速在相似工况点上 功率与转速 流量 的三次方成正比 水泵变频节能的效果取决于动压头和静压头在管路中的比例 如果没有静压头 则系统为闭式系统 功率与转速 流量 的三次方成正比 若静压头在系统中比例较高 则变频会使水泵的工作点远离高效区 此时不但达不到节能效果 反而可能更加耗能 许多论文仍然认为变频供水是节能的 有些论述变频供水不节能的论文中H Q图仍然是错误的 高层建筑变频恒压供水控制系统设计 中国给水排水 23卷 第24期 2007 恒压变频调速泵与水泵高位水箱供水耗能比较 给水排水Vol 34No18 2008 你能用H Q图来说明恒压变频供水系统的运行吗 恒压变频供水系统的优点 没有高位水箱的 二次污染 问题 设备自动化程度高 小巧 操作方便 占地面积小 不烧电机 另外 给水系统设计粗糙 设计的水泵容量要比实际需要容量起码要大1 3倍 用上变频器 可以遮掉水泵的容量选择过大的毛病 同时系统也确实起到了明显的 遮丑 节能效果 恒压变频供水系统的缺点 停电即停水 不节能 误区 变频恒压供水系统比普通供水系统节能 变频恒压供水系统与普通供水系统在供水压力上是相同的 所不同的是变频系统直接供水到户 同时水泵调速运行 水泵的工况点是变化的 而普通供水系统属于二次供水 水泵的工况点是固定的 假设变频系统的水泵在工频运行时与后者水泵运行时的机组效率是相同的 且都在高效状态下运行 由于调速系统的水泵在减速运行后的大部分时间内效率都比工频运行时有所下降 而后者由于水泵运行工况点不变 始终维持原来的运行效率 因此 普通供水系统在同样的供水量下能耗反而比变频恒压供水系统小 误区 变频调速系统选择水泵时富余较大无所谓 不少人认为 由于配置了变频调速系统 因此 水泵选型时 流量 扬程选大一点 不会产生什么后果 反正一切交给调速自控系统 对于通常使用的离心式水泵 其工频运行在最佳工况点时 水泵的效率约为0 6 0 9 在水泵调速运行时转速降低 水泵效率降低 选择富余值越大的水泵 其调速运行后的轴功率与其工频运行时的轴功率比值也越小 其效率也就更低 通常选择额定扬程为设计扬程的1 2倍 并使设计扬程落在该泵的高效运行区内为宜 7 恒压变频调速供水系统中常见问题 顶层用户管道中常出现气 水混流问题 燃气热水器无法正常使用 变频调速供水系统工作主要是通过改变电机的转速 加减泵的台数使供水系统达到压力恒定 压力波动 0 01MPa 供水系统加减泵 停电切换 检测维修时管道中会出现积气问题 因此变频供水系统可定义为间歇性使用的供水管网 解决办法 变频供水系统管网末端和最高点应设置自动排气阀 2 部分水表出现空转问题 有两方面原因 a 低楼层用户压力偏高 用户快速开启 关闭用水点时管道中易产生水击 当水击传到高楼层用户时会造成部分水表空转 管网低楼层用户压力超过规范允许值而设置减压阀时 阀后水流处于紊动状态 不稳定的水流波动也会造成邻近的水表不规则转动 b 管网压力出现波动 水表后支管内易积存气体 也会造成部分水表空转 解决办法 在用户水表后加设止回阀 变频供水系统管网末端和最高点设置自动排气阀能有效解决这类问题 3 出现短时断流和热水系统出现忽冷 忽热现象由于主泵 副泵切换存在时间差 有可能会造成短时间断水和压力波动 由于热水系统对压力波动非常敏感 冷热水混合龙头就会出现忽冷 忽热现象 容易造成烫伤事故 解决方法是 a 主泵 副泵均采用变频泵 b 减少变频供水的范围 8 无负压 无吸程 变频供水系统 我国现行的城市供水系统管网动态运行下压力分布不均衡 水力工况不稳定 我国采用的给水增压系统大致经历了三个阶段 第一阶段是采用 储水池 水泵 高位水箱 的方法 市政来水需要增压的水先全部进入储水池 然后由定速泵加压后送至用户 高位水箱起到高低峰用水时调节作用 第二阶段采用 储水池 变频调速水泵 的方法 设定了水泵的供水压力后 在变频器的控制下 水泵的转速是随供水量的变化而改变 这两种供水方式均存在两个主要缺点 首先是能源浪费 将具有一定压力的自来水放入蓄水设施 其原有压力消失 二次加压系统则需从零加压 不能充分利用管网余压 造成能量的损失 尤其是对多层建筑 往往在用水低峰时水压足够 高峰用水时水压不足 这种情况下也设置蓄水池进行二次加压 能源不能得到有效利用 其次是卫生问题 蓄水设施中的水池 箱 往往容易滋生具有致癌毒素的有害藻类 并且由于水池或水箱中的水与空气直接接触 空气中的粉尘和细菌极易进入水中 但由于水池 水箱水中余氯很低甚至没有 使水中细菌迅速滋生 严重污染了水质 针对以上缺点 最有效的一种供水方式就是将加压设备直接串接在市政入户管上 但是这样容易在入户管网上形成负压 从而影响周围管网压力 导致其他用户用水不正常 因此该做法在我国大多数城市均被供水部门明令禁止 一种新型管网增压设备应运而生 较好地解决了这一难题 取消了水池 充分利用市政管网余压 又消除了水池的二次污染 该设备可直接在自来水管网上二次加压供水 但设置特殊装置避免吸水管道产生负压 称为无负压 无吸程 管网增压设备 这就是给水增压系统的第三个阶段 8 1无负压管网增压设备工作原理 无负压管网增压设备主要由稳流补偿器 真空抑制器 压力传感器 变频供水泵和中央控制器组成 稳流补偿器为一承压水罐 直接与市政供水管网相连接 起到蓄水和稳压作用 变频水泵根据压力传感器传出的压力信号 由稳流补偿器吸水进行二次加压 为用户供水 真空抑制器则根据稳流补偿器内的压力 自动控制启闭 平衡稳流补偿器内的压力使之不产生负压 从而避免水泵与管网直接连接运行时对管网内其他用户供水压力产生影响 中央控制器可对系统内各部分压力 流量信号进行分析计算 对真空抑制器和供水泵发出控制信号 由于稳流补偿器为不锈钢钢板制作且体积较小 供水停留时间短 因此设备对供水水质影响很小 大大降低了供水的二次污染 另外 无负压管网增压系统的应用也有利于对现有城市管网进行水量平衡 特别是某些自然地势高差较大的城市 采用该系统后 可以适当减小自来水厂供水的起始水压 减少水厂泵站的能耗 避免管网爆管事故的发生 缺点 停电即停水 缺乏必要的水量调蓄功能 因此 不适合对于供水保证率要求高 必须有水量调蓄要求的用户 用户的最高峰值用水量直接由市政给水管道供给 因此 不适合于用水集中 瞬时用水量大的用户 市政供水和终端用户间缺乏有效的物理隔断 终端用户的用水事故将可能直接影响到城市供水 工程实例 某居住小区 一期工程全部为6层 带阁楼 多层住宅 建筑面积12万m2 设计用户1000户 该小区所处位置市政管网入口供水压力普遍不稳定 用水高峰特别是夏季供水压力较低 低于150kPa 无法保证小区顶层用户稳定供水 需进行二次加压