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二次加压设备选型及施工经验探究

来源:作者:2017-09-07

   “水是生命之源、生产之要、生态之基”, 与居民息息相关,2012年,在城镇供水安全保障方面,我国将强制实行新国标,修订后的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),将饮用水检测指标由35项增加到106项,这无疑将增强居民生活用水的保障,但同时也是对高层楼房用户供水技术加大了要求。

一、目前供水方式及特点:
    a.水泵与水池(箱)联合供水形式
    指设高(中)位水池(箱)低位水池(箱)联合的供水形式。

存在二次污染,影响水质,浪费城市供水管网压力
    b.变频调速供水形式
    指只设低位水池(箱),采用变频调速设备的供水形式。

同样,浪费城市供水管网压力
    c.无负压、无吸程供水形式
 指采用无负压供水设备,不设储水池(箱)的供水形式,采用变频调速及防负压技术,具有软启动装置和防负压的电控、机械装置,利用自来水管网的余压,节省了电耗,减少了水质二次污染

目前,无负压二次供水设备是住建部大力推广的新型节能产品。

二、泉洁科技ZGS系列无负压二次供水设备

1、ZGS系列设备概述                

ZGS系列无负压供水设备可配备恒压供水专用变频器,并运用模糊控制理论使系统运行更加合理。另外本设备装有“自动”、“手动”转换开关供用户选择;延长了水泵及电机的使用寿命,无水锤现象,电机变频软启动;延长了管道使用寿命,在不用水时或用水量较小的情况下,减少了管网压力,使得管网不易破裂,极大地节约了管道的维修费用;取消了高位水塔或水箱、气压罐。一方面解决了水的二次污染问题,另一方面节省了建设它们的工程建设费;节电一般可达30%左右。因为居民用水量是随时间变化的,而ZGS变频恒压供水设备可根据用水量的变化,自动改变水泵转速或增减水泵工作台数达到恒压供水,达到节电目的;自动化控制,克服了人工控制可能带来的误操纵,同时大大降低了操纵工人的劳动强度和人数,并可实现远程操纵和远程监控;功能齐全。有多种保护功能:过载、过热、过压、欠压、过流、缺相等。各种工作状态都有指示灯显示。 

2、ZGS系列设备选型依据 
  选择一套恒压给水设备的基本依据是设计的供水流量和供水压力(水的扬程),另外还需考虑到用途的流量变化类型。 
  连续型:一天内很少有流量为零的时候,或本身管网的正常泄漏就保持有一定的流量,例如,大型宾馆,饭店工矿企业的加压系统等。 
  间歇型:用水低谷时间较长且流量很小或为零,例:小型办公楼、写字楼、商住楼、各类住宅,及生产用水等同时还应考虑在供水的某一段时间内流量的变化,以及不同季节流量的变化、不同地区用水的不同等多方面的因素。 
  消防给水设备以及喷淋给水设备一般应选择气压式给水设备,因其长期处于系统保压状态,无流量的变化,气压式给水设备可以应付一般的管内的泄漏,并增加一台小流量的副泵,平时就无需启动主泵,节省能源。 
  生活给水设备选择变频给水设备或气压式给水设备都可,两者各有优点。 
  无负压恒压给水设备的优点:可以恒压给水并且恒压值在一定范围内可调整恒压精度一般小于0.02MPa,变频调速是一种高效节能降耗的方法与通常的气压给水设备相比平均节能20%,此外,变频启动的冲击电流小以及泵的盍冲击也小,在低速运转时噪声小。 

ZGS系列设备节能原理 
由水泵的工作原理可知:水泵的流量与水泵(电机)的转速成正比,水泵的扬程与水泵(电机)的转速的平方成正比,水泵的轴功率等于流量与扬程的乘积,故水泵的轴功率与水泵的转速的三次方成正比(既水泵的轴功率与供电频率的三次方成正比)。根据上述原理可知改变水泵的转速就可改变水泵的功率。 
流量基本公式:Q=Pη/2.73H
以上Q代表流量,N代表转速,H代表扬程,KW代表轴功率。 
例如:将供电频率由50HZ降为45HZ,
则P45/P50=(45/50)3= 0.729,即P45=0.729 P50; 
将供电频率由50HZ降为40HZ,
则P40/P50=(40/50)3= 0.512,即P40=0.512 P50。 
水泵一般是按供水系统在设计时的最大工况需求来考虑的,而用水系统在实际使用中有很多时间不一定能达到用水的最大量,一般用阀门调节增大系统的阻力来节流,造成电机用电损失,而采用变频器可使系统工作状态平缓稳定,通过改变转速来调节用水供应,并可通过降低转速节能收回投资。
3、ZGS设备选型的适用范围 
  (1)  适用地域范围:适用于城市管网压力较充足的地区加压给水; 
  (2)  适用工程类型:工矿企业的生产、生活用水、自来水厂的大型给水中间加压泵站; 
  (3)  适用工程部位:给水二次加压系统; 
  (4)  其它适用范围:新建、改建、扩建住宅楼,办公楼、宾馆、饭店等公共建筑生活用水; 
  (5)  使用单位类型:设计单位、施工单位、监理单位。

三、具体产品选型设计方案及依据实例

1、 工程概述:根据荆州某提供用户资料,依据建筑给水排水设计规范;供水区域分为两个:常压供水、中压二次加压供水。二次加压采用全自动无负压供水方式,其中1#楼-18#楼1-3层采用常压供水供水用户为114户; 1#楼-18#楼4至7层采用中区二次加压供水,住宅用户为142户。具体数据:中区建筑物标高26.1米。市政压力0.2MPA,管网口径≥100。二次加压采用中区壹套泉洁科技无负压全自动变频调速设备,选型设计方案如下:

2、设备方案选型及技术说明“

根据设计方案选用壹套无负压管网增压稳流供水设备,现选用泉洁公司zgs系列智能变频无负压供水设备进行供水,由于小区楼的供水特点,减少夜间及小流量供水时的能量损耗,故设备配置稳压储能罐,从而达到最佳的节能效果。

3、方案选型计算

    住宅建筑按设计秒流量计算,计算公式如下

1). 根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数,按下式计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率:


    U。=


其中:Uo——生活给水管道最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率

qo——最高用水日的用水定额,取300L ( p·d );

m——每户用水人数,取m=4人;

Kh——小时变化系数,取Kh =2.5;

Nr——每户设置的卫生器具给水当量,双卫生间取N=6.45;

T——用水时间,T=24h;

2).根据计算管段上的卫生器具给水当量总数,按下式计算得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率:


                   

式中 U——计算管段卫生器具给水当量同时出流概率(%)

Ng——计算管段上的给水当量总数;

ac——对应于不同Uo的系数,此工程ac =0.017;

3).根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流流量概率,计算管段的设计秒流量:

qg=0.2·U·Ng(L/S)

式中qg——计算管段的设计秒流量(L/S)。

注:1.为了计算快速、方便、在计算出U。后,即可根据计算管段的Ng值从附录D的计算表中直接查得给水设计秒流量。该表可用内插法。

 2.当计算管段的卫生器具给水当量总数超过表D中的最大值时,其流量应取最大用水时平均秒流量,即qg=0.2·U·Ng(L/S)

4、单独设置泵站

具体数据:4-7层142户。

本工程所需小时流量:  

中区工程总流量为:Q=17.6m3/h

    设备扬程:根据建筑物高度及满足最高层用户用水要求进行估算:

中区H=26.1m

根据以上计算结果本工程选用泉洁科技公司ZGS智能型无负压变频供水设备壹套,

四、泵站安装施工现场经验

1、本设备安装应选择通风良好、灰尘少、不潮湿的场地,环境湿度为-10℃-40℃。在室外应设防雨,防雷等设施。

2、为方便设备安装、保养、设备四周应留70cm空间,人孔处应保留1.5m空间,四周地面应设排水沟。

3、选定场地后,要处理好地基、在用砼浇注或用砖石砌筑罐体支承座。待基座完全固化后,再吊装罐体并放稳,随后安装附件,接通电源。

4、在试车前,应先关闭供水阀,检查各密封阀情况,不允许有泄露现象,开车后,应注意机泵转向。当压力表指针到上限时,机泵自动停止。打开供水阀,即可正常供水、如需定时供水,可把选择开关扳到手动位置。

  5、本设备泵机组应经常检查,定期保养并加注润滑油。离心泵和止回阀如发现漏水现象,应及时紧固法兰螺丝或更换石棉根,检查机泵底脚螺栓不能松动,以防损坏机器。

  6、电器自动控制系统,应防水、防尘、经常检查线路绝缘情况,连接螺栓是否松动和保险丝完好等情况。

五、结语

总之,现代化城市建设中,应大力研发节能、环保的二次供水设备,提高水质,减少污染是城市发展的需要,也是满足城镇居民生活要求的需要,节能、环保、安全的加压供水设备是保证居民正常饮用水的重要环节。合理、科学的设计二次供水方案,节能增效、降低二次供水运行成本,保障二次供水安全势在必行。