箱式無負壓供水設備在小區供水應用中的優缺點論文

箱式無負壓供水設備在小區供水應用中的優缺點論文

　　摘要：簡述變頻供水、無負壓供水和箱式無負壓供水在城市二次供水中的應用，并分析了箱式無負壓供水設備的優缺點。

　　關鍵詞：市政自來水管網水壓；供水設備；矢量變頻泵

　　1.工程概況

　　廣西南寧市江南區某一個新建高層住宅小區，共有住戶2500戶，地勢較高，遠離自來水廠，離城市給水加壓泵站較遠，周邊是一大片正開發的住宅區、廠房用地。周邊市政管網主管是DN400呈環形布設，可接入小區的支管管徑為兩個DN250的接口，用水低谷期市政自來水管網水壓約為0.28MPa，用水高峰期水壓約為0.20MPa。

　　2.供水方案的確定

　　根據項目市政供水情況以及周邊遠期用水特點，我們提出了三個加壓供水方案：第一種：無負壓供水設備。該方案能夠充分利用市政管網的自由水頭，設備疊壓加壓供水，能夠節約能耗，設備變頻控制自動調節流量，滿足住戶用水需要，用水不經過水箱停留，不會造成二次污染，不影響水質。第二種：水箱變頻加壓供水。也就是傳統的水箱加變頻供水設備，該方案的優點是有一點是設有水箱，有一定的調節儲量，供水安全性高。缺點是水泵從水箱吸水，水箱儲水容易造成二次污染，需要經常清洗、消毒，浪費用水；不能充分利用市政水的自由水頭能耗大，且水箱容積較大，占用建筑面積。第三種：箱式無負壓供水設備。是無負壓和水箱變頻供水的結合方案，兼顧了利用市政自由水頭和滿足用水高峰期水箱儲水功能。

　　最終，我們斷定近期市政管網不會大規模改造，但周邊的住宅、廠房馬上開發投入使用，而選擇了第三種方案，供水方案從二層開始加壓。原因是本項目位置處在最近的加壓站的地勢較低處，雖然市政供水水壓變化較大，但卻基本能保證有水，且周邊遠期用水需求量大，因此設置備用水箱是最理想的方法。

　　3.箱式無負壓供水設備的工作原理及優缺點

　　3.1箱式無負壓供水設備的工作原理

　　箱式無負壓供水設備設置一套水箱、增壓水泵，有兩個吸水口，市政管網的水與水箱的水同時匯合至穩流罐中，當市政管網壓力充足時，水泵組從市政管網疊壓供給用戶使用，當市政管網壓力不足時，智能增壓裝置啟動，從水箱取水補充管網供水的不足。

　　當市政管網壓力不足時，壓力趨向低區供水壓力保證值，當降至設定的略高于低區供水壓力保證值的供水系統最低進水壓力值時，進水環網的水壓仍然可以保證低區供水和室外消防供水壓力要求，這時流量控制器開始工作，位于水箱出口的智能增壓裝置開始工作，將水箱的水增壓到設定系統進水壓力，將水加到穩流罐，水泵再從穩流罐取水向用戶供水。市政水壓為零時，市政進水端關閉，全部從水箱取水，直至水箱設定的最低保護水位，系統停機保護。控制系統設置了自動定時循環控制裝置，定時使用水箱水，保證了水箱中水質的新鮮。

　　3.2箱式無負壓供水設備的優缺點

　　優點：第一，箱式無負壓供水，實際上就是在無負壓供水的基礎上增加了儲水水箱，因此兼有了無負壓設備的優點，能夠充分的利用市政自來水的自由水頭疊壓供水，在水泵選型時，可以考慮在保證供水流量不變的前提下，利用管網壓力疊加后的水泵選型參數，以較低水泵的功率、揚程，減少設備用電能耗。第二，箱式無負壓供水設備的水箱可以在市政管網供水不足時進行差量補償。所謂的差量補償就是指在市政來水不足時，通過加壓裝置從水箱取水，補充到穩流罐，以抵足用戶水量與市政來水的差額。本項目所在地段市政水壓波動較大，說明用水高峰期附近的用水量較大，這幾年來由于城市的迅速擴張，市政供水設施難以跟上城市發展的節奏，供水量連年增長，管網改造難以趕上，多地有在供水高峰期斷水的情況常有發生，這樣也是城市單純采用無負壓供水設備，帶來的弊端。管網疊壓無負壓僅靠供水設備穩流罐的容積，蓄水能力有限，在市政進水壓力長時間波動或者用水高峰期持續時間較長等情況下，罐體存儲水量往往就不能滿足用戶的需求。再比如，以前在批復供水設備時，為根據各項目在城市的具體位置規定無負壓供水的進水段壓力，導致了城市供水末端供水被前端的無負壓供水設備抽空，城市偏遠地段、新開發地段自來水水壓較低，甚至斷水。因此，利用水箱調節補償，各開發商在開發時，考慮自行儲水已經成為日后暫時緩解高峰期供水問題的主要辦法。第三，保證了低區供水的最低壓力。由于無負壓供水在市政供水水壓較低時，為了保證大多數住戶的供水需要，往往會犧牲低區的供水要求，降低設備進口的進水壓力，從管網直接吸水，低區容易形成負壓，無法保證低區的供水壓力，同時，管網壓力波動頻繁時，設備啟停頻繁，容易造成設備的損壞，箱式無負壓系統到了設定的進水壓力值，裝置聯動，啟動水箱補水設備，補充市政來水的不足，保證主供水設備不停泵，基本滿足用戶供水水壓波動不大的要求。通過計算設定保證低區供水的進口水壓，進而設定供水系統最低進水壓力值，該值在低區供水保證水壓之前，保證了室外給水環管消防室外消火栓的供水壓力，至此，系統在從水箱抽水增壓的同時，市政水分兩個進水口向系統補水，一方面是先注入水箱，在通過增壓水泵往穩流罐補水，一方面從另一個進口進入匯總到穩流罐再通過水泵向住戶供水；當市政水壓達到或低于低區保證水壓時，市政進水端智能關閉，全部抽取水箱水向住戶供水。為了避免智能裝置頻繁啟動，可以通過程序設定延期啟動，此處不再詳細說明。

　　缺點：第一，水箱較小，不能滿足較長時間的停水要求。箱式無負壓是介于罐式無負壓與水箱變頻供水之間的一種產物，兼顧了節能、減少水箱占用建筑面積的要求，因此，水箱的容積往往比普通的水箱變頻供水要小，也就是說在市政管網水壓長時間低于設備設定進水壓力時，水箱不能保證住戶的用水要求。第二，二次污染。由于設備有備用水箱，也就增加了二次污染的幾率，目前的解決方法是采用封閉水箱或者加設水箱消毒設備，還有，采用定時啟動水箱增壓泵使用水箱水的方法，一般是保證6小時循環使用一次水箱水，保證水箱水質的新鮮，還可以在水箱出水端安裝消毒器。第三，設備較其他方案復雜，故障率加大。由于箱式無負壓相比無負壓設備，增加了水箱、加壓水泵、進水壓力檢測裝置，有些廠家還加裝了進水轉換裝置，其中水箱還有進水控制閥增加的這些設備除了增加了造價，同時增加了故障的幾率。但是隨著矢量變頻泵，或者說是一控一變頻水泵技術出現，故障率將會大幅度減少。矢量變頻、一控一變頻可根據穩流罐的水壓、流量自動調節加壓泵處在高速運行、低速運行或者是休眠等狀態，根據進入穩流罐的市政水的流量自動調節補充穩流罐，是穩流管的水壓趨于較為穩定的狀態，以致主供水設備得到相對穩定的進水流量、壓力，使整個供水系統水壓波動不大且不間斷供水，且讓住戶有一個較好的供水環境。

　　總而言之，雖說箱式無負壓供水系統相對于傳統的水箱變頻供水，以及罐式無負壓供水設備系統相對復雜，但是，箱式無負壓給水設備比后兩種供水方式更為節能，能更好的滿足用戶的用水需求，箱式無負壓給水設備在高峰用水時段能充分利用市政管網的壓力和水量來滿足用戶的用水需要，避免了罐式無負壓設備停水影響用戶用水的問題，況且，隨著科技的不斷發展，技術必將更加成熟，故障率將不斷減少。箱式無負壓給水設備具有很好的應用前景。正確選用箱式無負壓供水設備才能更好的滿足用戶的需要，節約能源，起到良好的經濟、社會效益。

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