二次供水泵房設備配置與節能探析

 　【摘要】二次供水與人們生活息息相關，科學合理的設計二次供水泵房能夠實現二次供水泵房合理化的為人們提供水資源。因此，二次供水系統的節能就成為了實現二次供水泵房更好發展的關鍵。本文基于二次供水系統，對二次供水泵房的配置以及節能措施進行了探析。 

　　【關鍵詞】二次供水泵房；設備配置；節能探析 

　　中圖分類號：TE08文獻標識碼： A 

　　一、前言 

　　我國曾對二次供水系統進行了改革，對于二次供水泵房來說，提高其配置的科學化和合理性對于實現供水系統的節能有很大的意義。 

　　二、分析二次供水體系 

　　1.低位蓄水池 

　　低位蓄水池，在供水安全、耗能、水質保障等方面的劣勢主要表現為：首先，由于建筑者一般將低位蓄水池設于該建筑的地下室內，因此，水質極易受到各種污染。其次，由于市政府管理水域網的水壓為：175-245kPa，因此，當自來水流入低位蓄水池時，一定程度上會浪費水壓；最后一般情況下，低位水池的進水與出水量大致相同，且其水容量明顯小于其他類型的水箱。因此，該類水池也未起到明顯的調節作用。 

　　2.高位水池 

　　近年來，我國建筑領域逐漸取消了對高位水池的應用，這是由于：二次污染對供水水質造成了十分嚴重的影響，供水質量也達不到居民飲用水的標準。同時，由于高位水池中的水位控制設備的作用甚微，也缺乏專業人員的科學管理，也導致了水資源浪費的現象層出不窮。 

　　三、二次供水泵房配置分析 

　　二次供水泵房按供水形式分：：增壓設備和高位水池（箱）聯合供水、變頻調速供水、管網疊壓供水、氣壓供水。這四種供水方式各有其特點： 

　　1.增壓設備和高位水池（箱）聯合供水的供水方式設計和操作都很簡單、維修方便，運行穩定、可靠，但地下水池（箱）和高位水池（箱）都要占用一定空間。 

　　2.變頻調速供水方式是水泵直接供水至客戶，節省了樓頂水池（箱），供水系統總體投資少，供水壓力比較穩定和可控，但依賴變頻器和PLC的使用，一旦變頻器或PLC故障，更換和維修有難度。 

　　3.管網疊壓供水方式是在供水主管網水壓基礎上通過水泵直接供水至客戶。節省了水池（箱），水質比較有保障，對于單個供水系統來說比較省電，但依賴主管網的水壓。 

　　4.氣壓供水的方式是通過氣壓罐對供水管網進行調壓供水，主要在老舊小區或客戶比較少的小區二次加壓泵房中使用，設計和操作簡單，但水壓有一定的波動。 

　　如何將這幾種供水方式合理的運用到二次加壓系統中來，如何科學的管二次加壓設施是節能降耗的關鍵。而且，近幾年來，經過泵房合并改造，很多區域性泵房已經取代了一些小泵房，大部分泵房都已使用變頻給水設備，只有個別泵房使用補氣式壓力罐供水。 

　　對于壓力罐不保壓問題，如果運行良好，壓力罐有一定的保壓時間，這樣就節約了很多電能，大大減少了費用，反之如果不保壓，水泵則處于運轉狀態，不但浪費電能，而且減少了機泵的壽命，如何解決這個問題呢？首先不管是何種形式的壓力罐，都要檢查一下外網是否漏水，如果是外網漏水，就要及時修好，如果是膈膜式壓力罐，使用一段時間后不保壓，就要檢查一下膠囊是否損壞，如果沒壞，可以利用空氣壓縮機進行充氣，或者采用定期泄空罐內存水的方法進行補氣，如果膠囊損壞，可以更換膠囊。但這樣不經濟（一個膠囊幾千元）我們在工作中遇到這種情況，采用的方法是把膈膜式改為自動補氣式，這樣會節約許費用，不但少花錢，而且，運行效果也很好，如果是自動補氣式壓力罐不保壓，先要檢查一下吸氣閥是否吸氣，如果失靈就要及時更換，然后查看逆止閥有無問題，如果水泵反轉，說明逆止閥已壞，這樣也能造成不保壓，要及時處理，只要自動補氣式每次補氣量大于氣體投耗量，在供水泵運轉一段時間后，起到預充氣的作用，就可以保證經濟運行了。 

　　四、設備選型 

　　1.選型參照依據: 

　　標準編號 標準名稱 

　　ISO2825 軸向吸入離心泵標記，額定性能特點和尺寸 GB/T3214-91 水泵流量的測定方法 

　　GB3216-89 離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法 GB/T5656-89 離心泵技術條件（II類） GB/T13007-91 離心泵效率 

　　GB/T13006-91 離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵汽蝕余量 GB/5657-85 離心泵技術條件（III類） GB/T16907-1997 離心泵技術條件（I類） JB/T6880.2-93 泵用鑄鋼件 

　　五、供水方案選型 

　　1.設計給水流量 

　　給水系統計算： 

　　(1)主要設計參數 

　　根據設計院設計參數及我司設備選型：Q=30m3/h 

　　(2)小區出水管徑計算： 

　　由系統流量30m3/h代入公式D=sqrt(4Q/(pi*V*3600)),得出水管道為100mm,所以選得小區出水管道:DN=150mm. 

　　2.管道水力計算（即水泵揚程計算）水泵直接從外網抽水時，水泵總揚程為：Hb≥Z+H1+H2+H3+H4 

　　Hb------水泵所需總揚程（kPa或mH2O） 

　　Z ------幾何升水高度，自連接引入管處室外給水管軸線至最不利配水點之間的垂直距離（kPa或mH2O） 

　　H1------管路損耗（kPa或mH2O） 

　　H2------吸水管與壓水管的水頭損失（kPa或mH2O） H3------水表水頭損失（kPa或mH2O） 

　　H4------最不利配水點處所需的流出水頭（kPa或mH2O） 

　　六、二次供水泵房節能方法 

　　1.正確選用供水方式 

　　供水方式的不同，電耗可能相差很大。在水壓能交替滿足的地區采用屋頂水箱方式，電耗是最經濟的。水池有地下水池、地面水池和樓頂水池，由于充分利用管網剩余壓力的不同，耗電是不一樣的。加壓方式的選擇近來發展最快的是變頻控制。變頻調速水泵有很多優點，目前常用的是出水壓力恒定變流量的控制方式，可以保持水壓的穩定。從電耗來看，變頻調速原則上是節能的方式，但也不是任何情況下都能產生節能效果。深圳對60多個二次加壓泵站進行全面調查，調查結果傳統的加壓泵站單位能耗為0.3～0.4kWh/m3，變頻調速水泵的單位能耗基本在0.55～0.75kWh/m3之間。分析其原因，傳統加壓方式的水泵能在水泵高效時運轉，而變頻加壓時，水泵的工作壓力值為恒定，出水量是隨用水量變化而變化，在供水量很小時，水泵的效率曲線發生變化，往往偏離高效處。因此采取變頻調速與傳統水泵大小搭配方式進行比較要根據泵站規模，高低峰實際供水量進行詳細測算。變頻調速裝置的設計在水泵選擇、臺數及運行方式上要使變頻泵始終在高效區運行，最好采用變壓變流量控制。 

　　選擇一個符合小區生活用水二次加壓系統的供水方式是節能的關鍵。這就是我們常說的“量體裁衣”了。前面介紹了幾種供水方式的特點，我們可以根據其特點進行分析并選擇。 

　　增壓設備和高位水池（箱）聯合供水相當于小區供水的一個“小水廠”,上、下兩個水池都有儲水功能，可以形成對市政供水的錯峰用水，是最節能的供水方式之一。它運行的整個過程是：市政水進入地下水池后通過加壓泵供給高位水池（箱）再到各用水點。這種供水方式控制柜簡單，元器件便宜，維修快捷。高位水池（箱）具有一定的儲水能力，水泵不需要24小時運行，對水泵損耗低且耗電量低。在實際管理中的一些小區加壓泵一天才運行一到兩次就可以滿足客戶的用水需求。 

　　2.提高水泵的節能改造 

　　水泵的節能改造，主要是通過改變水泵的運行工況點，使水泵始終運行于高效區間內，改變水泵的工況點，通?？赏ㄟ^兩條途徑來實現，一是調速運行，即通過改變水泵的轉數來改變水泵的運行曲線，使水泵的出口壓力與管網實際所需一致，從而達到節能目的，但變頻調速設備造價較高，改造投入大，另一種是葉輪切削改造，其原理是經過切削的葉輪，其特性曲線會按一定規律發生變化，根據切削的運行參數，計算切削量，改變葉輪的外徑，使水泵特性曲線按要求發生變化，從而使水泵運行與管網實際所需一致的高效區間內達到節能的目的，葉輪切削是改變水泵性能的一種簡單易行的方法，例如：在我們所管轄的綠苑、林機兩個區域泵房中，由于設計水泵選型等原因，長期超負荷運行，開始通過關小閥門，提高水泵的出口壓力，但因大量能量消耗在出水閥門上，并不經濟，通過計算，每個泵房各對一臺水泵進行葉輪切削改造，改造后，將出水閥門完全打開，水泵的出水壓力降至與管網要求壓力相一致，改造后，電量大大降低，效果顯著。 

　　七、結束語 

　　綜上所述，在二次水泵房的設備配置中，設計人員應準確的分析具體環境，對二次供水系統進行可行性分析，從而實現二次供水泵房提供健康環保的生活用水，并且達到節能的目的。 

　　參考文獻： 

　　[1] 董虹.第二屆建筑二次供水技術推廣與管理經驗交流會在京召開[J].建設科技.2011，11-12頁 

　　[2] 林喜芳，邱東梅.關于召開建筑二次供水技術推廣與管理經驗交流會的通知[J].水務世界.2010，58-59頁