無吸程補壓供水設備的工程應用

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摘　要：通過對傳統(tǒng)的供水設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備，并進行了詳細的介紹。

　　關鍵詞：補壓供水

　　一、概述

　　傳統(tǒng)的供水設備基本上是對無壓水進行加壓，以得到所需的流量和揚程，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)設備加壓送到用戶。在這個過程中，自來水管網(wǎng)水的壓力被浪費了，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。

　　無吸程補壓供水設備可以對帶壓水直接補壓，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，該設備在進水管中設置了正弦導流片，并在吸水管上方添加了引水保護器。水進入泵組后，通過引水保護器和導流片的緩沖與調(diào)節(jié)，保證泵組的平衡運行，并保持管網(wǎng)水壓力的恒定。無吸程補壓供水設備實現(xiàn)了節(jié)能、高效、衛(wèi)生、安全運行。

　　在2002年10月舉行的科技成果鑒定會上，GHG型無吸程補壓供水設備產(chǎn)品被評定為國內(nèi)領先技術(shù)產(chǎn)品。

　　現(xiàn)在該產(chǎn)品國內(nèi)已由濟南普利龍供水設備有限公司生產(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)通用的供水設備基本上采用水池型式控制，這種控制方式的優(yōu)點是可在水池水減少時，隨時為水池補水。水池接受自來水管網(wǎng)的水再經(jīng)泵組加壓，而且現(xiàn)有的水池的進水控制，多采用浮球閥方式，缺點是它的補水量隨用水量而變化，并不能起到削峰填谷的作用，它僅僅起到了一個泄壓或減壓閥的作用（僅在短時間停水時，仍可保證幾個小時的供水）。

　　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，于是他們在設想一種直接聯(lián)在管網(wǎng)上的泵組，實現(xiàn)直接對管網(wǎng)水增壓，并且生產(chǎn)了一些產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品有一個相當大的缺點，泵組運行不穩(wěn)定，出水壓力波動較大，并且影響到管網(wǎng)的壓力。

　　三、基本原理

　　無吸程補壓供水設備的創(chuàng)新性在于利用能量疊加原理，對管網(wǎng)帶壓水直接增補壓，并且利用正壓吸水罐和吸水管內(nèi)加導流片的形式，保證了只增壓力不增流量。并通過一定的控制功能，實現(xiàn)泵組的全自動運行。

　　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，如果利用泵組對帶壓水加上能量，則由于能量的疊加作用，水泵的機械能轉(zhuǎn)化為水的壓力能實現(xiàn)了直接增補壓。

　　無吸程補壓供水設備吸收直接增壓的優(yōu)點，并且克服了存在的問題。我們根據(jù)設備進水管段的流速情況，確定合適的過氣截面，排掉進水管中多余的氣體，使進入水泵的液體穩(wěn)定在一個合理的范圍內(nèi)。同時，在水泵的進水管中裝備了正弦導流片，使進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；并且維持水泵的揚程和流量有一個合適的對比關系。采用閉環(huán)壓力反饋使泵組進行全自動運行。由于水處于一個封閉流道內(nèi)，管網(wǎng)的壓力不受影響。

　　四、用戶使用情況報告——某小區(qū)無吸程補壓供水設備

　　某小區(qū)位于濟南市水屯路中段，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，設計流量為40t/h，平時管網(wǎng)提供壓力為0.15MPa，需增補揚程16m，以保證出水壓力達到0.31MPa.選用濟南普利龍供水設備有限公司生產(chǎn)的兩臺智能增壓供水設備GHG12-32（二臺泵）和GHG20-32（三臺泵）。這兩臺設備在流量40t/h時，可增補揚程20m.

　　設備未投入運行時，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。設備投入運行后，24小時保證所有住戶的用水要求。在用水低谷時，二臺泵運行，用水高峰時，四臺泵運行，單臺泵功率為1.1kw，效果良好。

　　為驗證本設備對管網(wǎng)的影響程度，在水表上游裝一塊壓力表，在設備投入運行前后，壓力表數(shù)值穩(wěn)定在0.2MPa左右一個很小的區(qū)域，上下波動不超過0.01MPa.

　　五、效益分析

　　選用GHG型無吸程補壓供水設備比傳統(tǒng)HG型利用調(diào)節(jié)水池的設備，有很多優(yōu)點：

　　1、 初期投資少、無水池、不用消毒、安裝費用少。

　　2、 運行費用低，機組耗電少。

　　3、 不銹鋼連接管道，衛(wèi)生，水無二次污染。

　　4、 對市政管網(wǎng)的影響小于水池型二次加壓設備。

　　現(xiàn)以中國濟南留學人員創(chuàng)業(yè)園供為例來說明這種設備的經(jīng)濟性和優(yōu)越性。創(chuàng)業(yè)園生活用水量設計為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型恒壓變量供水設備一套，我公司建議選用GHG36-45型節(jié)能增壓自動供水設備一套，并得到客戶認可，效益分析如下：

　　1、 選用恒壓變量供水設備

　　選型為HG36-75，配3臺40LG12-15*5水泵，功率5.5KW/臺。

　　1） 建造水池，容積200m3，磚混結(jié)構(gòu)造價為60，000元；

　　2） 建造泵房（半地下式）6m*3m*3m（L*W*H），造價為18，000元；

　　3） 設備造價HG36-75總價為67，000元；

　　4） 消毒設備，臭氧發(fā)生器60g/h，造價48，000元；

　　5） 占地400 m2，不作價；

　　6） 安裝約10，000元；

　　共計造價203，000元。

　　2、 選GHG型無吸程補壓供水設備GHG36-45，應客戶要求選用6臺美國產(chǎn)臥式多級泵，功率1.5kW/臺（其揚程比HG36-75型低）。

　　1） 不設水池；

　　2） 地上式泵房4.2m*2.7m*2.7m（L*W*H），造價為6，800元；

　　3） 設備GHG36-45造價約為118，000元；

　　4） 無需消毒；

　　5） 占地極?。?/p>

　　6） 安裝費約計3，600元；

　　共計造價128，400元。

　　3、運行費用

　　HG36-75為5.5KW水泵3臺，調(diào)查HG36-75的運行情況，并結(jié)合測算，得出全年運行費用為：5.5*3*60%*24*365*0.75=65，043元（60%為運行系數(shù)，電費按其實際收費0.75元/kW.h）

　　GHG36-45型供水設備為1.5kW水泵6臺，經(jīng)現(xiàn)場實測統(tǒng)計得出

　　全年運行費用為：1.5*6*50%*24*365*0.75=29，565元（50%為運行系數(shù)， 電費按實際收費0.75元/kW.h）

　　4、綜合以上計算，對比分析如下：

　　1） 初次投資：GHG36-45型供水設備是HG36-75型供水設備的63%；

　　2） 運行費用：GHG36-45型供水設備是HG36-75型供水設備的45%；

　　3） 占用土地： GHG36-45型供水設備占地11.34M2，HG36-75供水設備占地118 M2，節(jié)省用地約90%.

　　4） 使用壽命： GHG型供水設備壽命比HG36-75更長。

　　由以上分析可知，GHG型智能增壓供水設備與傳統(tǒng)供水設備相比，能節(jié)省大量的初投資和運行費，節(jié)約能源，并且環(huán)保衛(wèi)生，其經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。

　　六、結(jié)論

　　無吸程補壓供水設備是一種在原有水壓力基礎上再加壓的技術(shù)，它突破了以往只能對無壓水進行加壓的誤區(qū)，并且通過對流體流態(tài)的控制保證了設備限量增壓，不對管網(wǎng)產(chǎn)生壓力影響。在用戶前端安裝無吸程補壓供水設備，可解決自來水由于管網(wǎng)限制不能送到用戶的問題，滿足遠端和高地勢用戶的需要。無吸程補壓供水設備運行穩(wěn)定，出水壓力波動較小，并且不影響相鄰管網(wǎng)的壓力?？蓮V泛應用于水管網(wǎng)的直接增壓，具有極大的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　2003/11/20

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