無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備的工程應(yīng)用
摘要：通過對(duì)傳統(tǒng)的供水設(shè)備的工藝流程的 分析 ，推薦了一種節(jié)省投資，節(jié)約能源的新型供水設(shè)備，并進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
關(guān)鍵詞：補(bǔ)壓供水
一、概述
傳統(tǒng)的供水設(shè)備基本上是對(duì)無壓水進(jìn)行加壓，以得到所需的流量和揚(yáng)程，而現(xiàn)在的水源有很大部分是自來水管網(wǎng)，其水壓大多在0.15MPa以上。，通常把帶壓水放入水池得到無壓水，再經(jīng)設(shè)備加壓送到用戶。在這個(gè)過程中，自來水管網(wǎng)水的壓力被浪費(fèi)了，自來水管網(wǎng)直接向大氣開口，管網(wǎng)的壓力要降低;并且在開口水池中造成了二次污染。
無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備可以對(duì)帶壓水直接補(bǔ)壓，從而避免了能量的無謂損失。為防止由于水流沖擊造成的管網(wǎng)壓力波動(dòng)，該設(shè)備在進(jìn)水管中設(shè)置了正弦導(dǎo)流片，并在吸水管上方添加了引水保護(hù)器。水進(jìn)入泵組后，通過引水保護(hù)器和導(dǎo)流片的緩沖與調(diào)節(jié)，保證泵組的平衡運(yùn)行，并保持管網(wǎng)水壓力的恒定。無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、高效、衛(wèi)生、安全運(yùn)行。
在2002年10月舉行的 科技 成果鑒定會(huì)上，GHG型無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備產(chǎn)品被評(píng)定為國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)產(chǎn)品。
現(xiàn)在該產(chǎn)品國內(nèi)已由濟(jì)南普利龍供水設(shè)備有限公司生產(chǎn)，并經(jīng)廣大用戶使用，普遍反映良好。
二、國內(nèi)現(xiàn)狀
現(xiàn)在國內(nèi)通用的供水設(shè)備基本上采用水池型式控制，這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是可在水池水減少時(shí)，隨時(shí)為水池補(bǔ)水。水池接受自來水管網(wǎng)的水再經(jīng)泵組加壓，而且現(xiàn)有的水池的進(jìn)水控制，多采用浮球閥方式，缺點(diǎn)是它的補(bǔ)水量隨用水量而變化，并不能起到削峰填谷的作用，它僅僅起到了一個(gè)泄壓或減壓閥的作用(僅在短時(shí)間停水時(shí)，仍可保證幾個(gè)小時(shí)的供水)。
已經(jīng)有專業(yè)人員發(fā)現(xiàn)了這種水池加壓方式的弊端，于是他們?cè)谠O(shè)想一種直接聯(lián)在管網(wǎng)上的泵組，實(shí)現(xiàn)直接對(duì)管網(wǎng)水增壓，并且生產(chǎn)了一些產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品有一個(gè)相當(dāng)大的缺點(diǎn)，泵組運(yùn)行不穩(wěn)定，出水壓力波動(dòng)較大，并且 影響 到管網(wǎng)的壓力。
三、基本原理
無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備的創(chuàng)新性在于利用能量疊加原理，對(duì)管網(wǎng)帶壓水直接增補(bǔ)壓，并且利用正壓吸水罐和吸水管內(nèi)加導(dǎo)流片的形式，保證了只增壓力不增流量。并通過一定的控制功能，實(shí)現(xiàn)泵組的全自動(dòng)運(yùn)行。
市政管網(wǎng)中的水是通過泵站加壓的帶壓水，這種水含有能量，如果利用泵組對(duì)帶壓水加上能量,則由于能量的疊加作用，水泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水的壓力能實(shí)現(xiàn)了直接增補(bǔ)壓。
無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備吸收直接增壓的優(yōu)點(diǎn)，并且克服了存在的 問題 。我們根據(jù)設(shè)備進(jìn)水管段的流速情況，確定合適的過氣截面，排掉進(jìn)水管中多余的氣體，使進(jìn)入水泵的液體穩(wěn)定在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。同時(shí)，在水泵的進(jìn)水管中裝備了正弦導(dǎo)流片，使進(jìn)入水中的水流與葉片成一定的角度，保證水泵葉輪穩(wěn)定可靠的工作;并且維持水泵的揚(yáng)程和流量有一個(gè)合適的對(duì)比關(guān)系。采用閉環(huán)壓力反饋使泵組進(jìn)行全自動(dòng)運(yùn)行。由于水處于一個(gè)封閉流道內(nèi)，管網(wǎng)的壓力不受影響。
四、用戶使用情況報(bào)告——某小區(qū)無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備
某小區(qū)位于濟(jì)南市水屯路中段，共有樓房21幢，最高為六層(18米)其中14幢樓由兩根DN40水管并聯(lián)供水，合并成一根DN100總管進(jìn)入小區(qū)，因壓力不足，四樓以上無水。另7幢由另一根管路供水，水量和壓力夠用，不予考慮。
14幢樓住戶共有800戶，設(shè)計(jì)流量為40t/h，平時(shí)管網(wǎng)提供壓力為0.15MPa，需增補(bǔ)揚(yáng)程16m，以保證出水壓力達(dá)到0.31MPa。選用濟(jì)南普利龍供水設(shè)備有限公司生產(chǎn)的兩臺(tái)智能增壓供水設(shè)備GHG12-32(二臺(tái)泵)和GHG20-32(三臺(tái)泵)。這兩臺(tái)設(shè)備在流量40t/h時(shí)，可增補(bǔ)揚(yáng)程20m。
設(shè)備未投入運(yùn)行時(shí)，六樓用戶沒水，五樓、四樓水壓很低，安裝在頂層的太陽能熱水器無法正常使用，業(yè)主抱怨很大。設(shè)備投入運(yùn)行后，24小時(shí)保證所有住戶的用水要求。在用水低谷時(shí)，二臺(tái)泵運(yùn)行，用水高峰時(shí)，四臺(tái)泵運(yùn)行，單臺(tái)泵功率為1.1kw，效果良好。
為驗(yàn)證本設(shè)備對(duì)管網(wǎng)的影響程度，在水表上游裝一塊壓力表，在設(shè)備投入運(yùn)行前后，壓力表數(shù)值穩(wěn)定在0.2MPa左右一個(gè)很小的區(qū)域，上下波動(dòng)不超過0.01MPa。
五、效益 分析
選用GHG型無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備比傳統(tǒng)HG型利用調(diào)節(jié)水池的設(shè)備，有很多優(yōu)點(diǎn)：
1、 初期投資少、無水池、不用消毒、安裝費(fèi)用少。
2、 運(yùn)行費(fèi)用低，機(jī)組耗電少。
3、 不銹鋼連接管道，衛(wèi)生，水無二次污染。
4、 對(duì)市政管網(wǎng)的 影響 小于水池型二次加壓設(shè)備。
現(xiàn)以 中國 濟(jì)南留學(xué)人員創(chuàng)業(yè)園供為例來說明這種設(shè)備的 經(jīng)濟(jì) 性和優(yōu)越性。創(chuàng)業(yè)園生活用水量設(shè)計(jì)為30m3/h，所需水壓為0.65Mpa;自來水室外管網(wǎng)水壓為0.2MPa，客戶按傳統(tǒng)二次加壓供水方式選用HG型恒壓變量供水設(shè)備一套，我公司建議選用GHG36-45型節(jié)能增壓自動(dòng)供水設(shè)備一套，并得到客戶認(rèn)可，效益分析如下：
1、 選用恒壓變量供水設(shè)備
選型為HG36-75，配3臺(tái)40LG12-15*5水泵，功率5.5KW/臺(tái)。
1) 建造水池，容積200m3，磚混結(jié)構(gòu)造價(jià)為60，000元;
2) 建造泵房(半地下式)6m*3m*3m(L*W*H)，造價(jià)為18，000元;
3) 設(shè)備造價(jià)HG36-75總價(jià)為67，000元;
4) 消毒設(shè)備，臭氧發(fā)生器60g/h，造價(jià)48，000元;
5) 占地400 m2，不作價(jià);
6) 安裝約10，000元;
共計(jì)造價(jià)203，000元。
2、 選GHG型無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備GHG36-45，應(yīng)客戶要求選用6臺(tái)美國產(chǎn)臥式多級(jí)泵，功率1.5kW/臺(tái)(其揚(yáng)程比HG36-75型低).
1) 不設(shè)水池;
2) 地上式泵房4.2m*2.7m*2.7m(L*W*H)，造價(jià)為6,800元;
3) 設(shè)備GHG36-45造價(jià)約為118,000元;
4) 無需消毒;
5) 占地極小;
6) 安裝費(fèi)約計(jì)3,600元;
共計(jì)造價(jià)128,400元。
3、運(yùn)行費(fèi)用
HG36-75為5.5KW水泵3臺(tái),調(diào)查HG36-75的運(yùn)行情況，并結(jié)合測(cè)算，得出全年運(yùn)行費(fèi)用為：5.5*3*60%*24*365*0.75=65,043元(60%為運(yùn)行系數(shù),電費(fèi)按其實(shí)際收費(fèi)0.75元/kW·h)
GHG36-45型供水設(shè)備為1.5kW水泵6臺(tái)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)得出
全年運(yùn)行費(fèi)用為：1.5*6*50%*24*365*0.75=29,565元(50%為運(yùn)行系數(shù), 電費(fèi)按實(shí)際收費(fèi)0.75元/kW·h)
4、綜合以上 計(jì)算 ,對(duì)比分析如下:
1) 初次投資：GHG36-45型供水設(shè)備是HG36-75型供水設(shè)備的63%;
2) 運(yùn)行費(fèi)用：GHG36-45型供水設(shè)備是HG36-75型供水設(shè)備的45%;
3) 占用土地: GHG36-45型供水設(shè)備占地11.34M2,HG36-75供水設(shè)備占地118 M2,節(jié)省用地約90%.
4) 使用壽命: GHG型供水設(shè)備壽命比HG36-75更長。
由以上分析可知，GHG型智能增壓供水設(shè)備與傳統(tǒng)供水設(shè)備相比，能節(jié)省大量的初投資和運(yùn)行費(fèi)，節(jié)約能源，并且環(huán)保衛(wèi)生，其經(jīng)濟(jì)效益和 社會(huì) 效益十分顯著。
六、結(jié)論
無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備是一種在原有水壓力基礎(chǔ)上再加壓的技術(shù)，它突破了以往只能對(duì)無壓水進(jìn)行加壓的誤區(qū)，并且通過對(duì)流體流態(tài)的控制保證了設(shè)備限量增壓，不對(duì)管網(wǎng)產(chǎn)生壓力影響。在用戶前端安裝無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備，可解決自來水由于管網(wǎng)限制不能送到用戶的 問題 ，滿足遠(yuǎn)端和高地勢(shì)用戶的需要。無吸程補(bǔ)壓供水設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，出水壓力波動(dòng)較小，并且不影響相鄰管網(wǎng)的壓力。可廣泛 應(yīng)用 于水管網(wǎng)的直接增壓，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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