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无负压供水技术的应用现状与发展趋势

文章来源:海西给排水 发布时间:2016-06-15 09:31:50 阅读次数:299 次 [关闭]

近年来,随着城市建设的不断加快,高层建筑日益增多,二次供水设施成为自来水供水管网建设中不可缺少的一部分。然而,传统二次加压供水方式,水池、水箱造成二次污染已直接影响了供水水质安全,产生了严重水质污染事故,这一问题已引起政府主管部门和供水企业的密切关注。

20世纪90年代中,我国成功引入了无负压供水设备,弥补了传统供水方式不足。从市政角度看,不少城市直接从市政管网抽取二次增压供水基础条件已初步具备。从社会需求看,社会经济发展需要,人们又企盼着既避免水质二次污染,又能更节能节电供水增压新设备区代替传统增压设备。因此,无负压供水方式势在必行。本文在此就这方面技术的现状和我国的发展趋势做一简单介绍。

无负压供水技术产生背景

我国采用给水增压系统大致经历了四个阶段。从最早的水塔供水,发展到了最先进的“无负压”供水方式,先后经历了四个阶段的供水方式,其分别为水塔供水、楼顶水池供水、变频供水及无负压供水。目前二次供水设施主要是仟种阶段,经过多年的运行使用,其不足之处令人担忧。

                                  
    水塔供水原理是:自来水通过管网,把水传输到地面水池,再通过水泵把水池里的水传输上高高的水塔。水塔占地面积大,成本高是其最大的不足,而且,水塔仅仅适用比较低的楼盘,目前的楼盘越来越高,现有水塔不能无限增高。供水多次污染非常严重,市政自来水管网的压力一到地下水池就变为零,这种供水方式既浪费了能量,又存在着很严重的水质二次污染。这些缺点严重制约了水塔供水的发展。

                          
    取代水塔供水方式的是楼顶水池供水设备。其供水原理是:自来水管网将水传输到一个储水池将水储存起来,然后通过泵房,将水输送到顶楼水池,顶楼水池再自上而下供水。与水塔供水相比较,楼顶水池相对不占地,构造经济,节能。但是,楼顶和水塔这两种供水方式的污染环节几乎一样。                          

                           
    楼顶水池的缺点促进了变频设备的技术开发。1994年,一种变频技术改变了各个城市的供水方式,也就是第三阶段供水方式――变频供水。自来水通过管网送到楼下水池后,无须再通过泵房传输到楼顶水池,而是应用一个变频设备,直接将楼底水池的水传输到各个用户家里。这样变频技术的广泛应用减少了楼顶水池的中转环节,不仅节约能量,而且减少了自来水的污染环节。

前面三个阶段的供水方式都属于二次供水,也就是说,从市政管网把自来水传到用户家中,中间都有中转的水池。这个中转过程,就是一个不可避免的污染过程。由于管理不善,水池、水箱缺乏定期的清洗,二次消毒措施失效以及系统本身的缺陷,造成的水质二次污染已直接影响了供水水质安全,甚至产生了严重的水质污染事故。这些通病都是让第四个阶段的无负压给水设备给克服了。无负压给水设备不设储水池,整套设备是密封不与大气接触,故彻底避免了水质二次污染可能。正是密闭系统,设定了供水需要水压情况下,市政水流至水泵进水口时余压可叠加利用,水泵补充设定水压与余压不足部分节能。另外,储水池一般储存数小时用水量,体积大占地面积也较大,无负压给水设备不设储水池,故也就节省了占地面积,这一点尤其将给水设备放室内或地下室时,经济效益尤为明显。

无负压供水技术简介

无负压供水

无负压供水设备是以市政管网为水源,充分利用了市政管网原有的压力,形成密闭的连续接力增压供水方式,节能效果好,没有水质的二次污染,是变频恒压供水设备的发展与延伸。

通常我们所说的无负压供水设备,一般指的是无负压变频供水设备,也叫变频无负压供水设备,是直接连接到供水管网上的增压设备。传统的供水方式离不开蓄水池,蓄水池中的水一般自来水管供给,这样有压力的水进入水池后变成零,造成大量的能源白白浪费。而无负压供水设备是一种理想的节能供水设备,它是一种能直接与自来水管网连接,对自来水管网不会产生任何副作用的二次给水设备,在市政管网压力的基础上直接叠压供水,节约能源,并且还具有全封闭、无污染、占地量小、安装快捷、运行可靠、维护方便等诸多优点。


设备组成

无负压供水主要由无负压稳流罐、压力罐(隔膜式或气囊式膨胀罐)、无负压控制柜、水泵、电机、过滤器、倒流防止器、传感器、电接点压力表、管路组件、底座等组成。

适用范围

1、用户原有加压系统的节能、降耗改造。

2、各类中水、污水、废水处理厂;

3、各类自来水厂、给水加压泵站;

4、油田输油管道、油库、油泵站、油港等恒压输油系统;

5、无负压供水设备还适用于各类工矿企业生产用水(如循环冷却水、工业锅炉供水系统等需要恒压的生产用水);

6、高层建筑、住筑小区、企事业单位等生活、消防给水系统、暖通、中央空调循环和分质。

无负压供水技术工作原理

                                
   无负压供水设备采用微机控制变频调速实现恒压供水,其中的负压补偿系统克服了对管网的不良影响,无负压供水设备设备某一压力值。自来水管网的水进入稳流罐,罐内空气从真空消除器排出,待水充满后,真空消除器自动关闭。当自来水管网压力能够满足用水要求时,系统由旁通止回阀向用水管网直接供水,当自来水管网压力不能满足要求时,系统压力信号由远传压力表反馈给变频控制器,水泵运行,并根据用水量的大小自动调节转速恒压供水。若运转水泵达到工频转速时,则启动另一台水泵变频运转。水泵供水是,若自来水管网水量大于水泵流量时,系统保持正持供水。用水高峰时,若自来水管网水量小于水泵流量时,稳流罐内的水作为补充水源仍能正常供水,此时,空气由真空消除器进入稳流罐,罐内真空遭到破坏,确保了自来水管网不产生负压,用水高峰过去后,系统恢复到正常供水状态。当自来水管网停水,造成稳流罐液位不断下降,液位探测器信号反馈给变频控制器,水泵自动停机,以保护水泵机组。夜间小流量供水且自来水管网压力不能满足要求时,气压罐可以贮存并释放能量,避免了水泵频繁启动。

无负压供水优点

无负压设备是一个未来趋势,在节能、防污染、用水安全方面,都是市场上相对最先进的。这种设备在节能、节水、节地、节省建设资金等方面具有显著优势,成了取代水池、水箱等二次供水设施的首选设备。

(1)卫生无污染,设备为全密封运行,异物不会进入系统;不与空气直接接触,负压消除器将空气中的细菌挡住,不会进入系统,稳压平衡器采用食品级不锈钢或用钢板做环保涂料制作,不会滋生藻类,真正无污染产品,符合人们对饮用水要求越来越高的趋势。

(2)物业管理方便、简单,直接式管网叠压供水设备为数字控制全自动运行,无人值守,停电停水自动停机,来电来水自动开机;由于不会产生污染,因此无需麻烦的清洗工作。

(3)能源不浪费,直接式管网叠压供水设备直接与管网串连,在原有管网压力的基础上叠加所需的压力,与所需的压力相比,差多少,补多少,能充分利用管网的余压,不会造成能源的浪费,符合国家节约能源的要求。

(4)成本低,因为无需修建蓄水池或水箱,所以节省了一大笔土建投资,而且由于利用了自来水管网的余压,无需从零加压,因此,加压泵选型较小,设备投资减少。由于加压泵的造型较小,而且采用多泵制,在用水低峰期一台泵足以满足用水需要,用水高峰时才会启动其他泵,因此,设备运行过程中能耗非常低,降低了运行成本。

(5)安装简单,直接式管网叠压供水设备为成套供应用户,现场只需联接进出水管,施工周期短,安装简单。

无负压供水存在的问题

无负压供水同时存在以下不足:首先,它的供水可靠性不高。它缺少蓄水池,市政供水一有故障,整个设备瘫痪,将处于停水状态。其次,技术不成熟,各项技术还有待进一步完善。第三,由于直接从市政管网抽水,尽管可以解决负压问题,但必须取得主管部门批准。最后,更为关键一点,整个行业现无标准可依、可行。我国曾在《城市供水条例》规定:“禁止在城市管网公共供水管道上直接装泵抽水”这是因为抽水时可能产生的负压会干扰水力工况,影响周围用水,甚至造成管网破坏。所以在工程设计时首先建一个水池或水箱,再用增压泵加压到用户供水管网。2004年,我国部分尘世将上述条款解禁,并相继出台试用细则。现该类产品已在北京、上海、天津、广州、山东等地区有较多应用,特别是在生活给水领域中的应用。

但无负压供水技术由于有其自身的局限性,在下列条件下仍无法正常使用:

①城市给水管网经常性停水的区域;

②城市给水管网可利用水头过低的区域;

③城市给水管网供水波动过大的区域;

④使用管网(无负压)给水设备后,对周边现有(或规划)用户用水会造成严重影响的区域;

⑤供水保证率要求高,不允许停水的用户;

⑥凡可能对市政管网造成回流污染威海的行业,如医院、制药、化工等,这也是制约无负压供水技术“遍地开花”的因素。

 

文章来源:(给排水处理技术与应用



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