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1、 绍兴市高层住宅二次供水设施安全运行的技术措施 摘要：城市高层建筑二次供水的集中统一管理已经成为未来的发展方向，人们对水质、水压、不间断供水提出了更高的要求，与此同时，各种供水设备及附件质量参差不齐，对于供水管理部门来说，控制工程质量，制定技术标准非常重要，本文对二次供水的设计施工验收等重要细节作了分析研究。关键词：二次供水，设备选型，变频调速，远程监控引言：为保障城镇供水安全、卫生和社会公众利益，提高二次供水工程的建设质量和管理水平，本文结合工程实际，从设计、选型、自动控制等环节入手，采取了一系列的技术措施，并形成规范性的文件，从而构筑起安全可靠的二次供水保障体系。一、泵房选址二次供水泵房的
2、选址考虑以下几个方面：1）小区总平面布置：优先考虑地下独立式，与生活层有良好的隔音夹层。2）开发建设前期：尽量选择设一个集中式泵房，便于管理。3）供水水力负荷：尽量选择在较高楼群的中心区域。二、供水分区建筑高度100m的高层住宅，采用垂直分区供水，分区内可再用减压阀局部调压。竖向分区原则：各分区内入户管（或配水横管）的进口水压不大于0.35MPa，各分区顶层住宅入户管的进口水压不宜小于0.10MPa。若将竖向分区水压限制过小，会给管道布置带来困难。以33层住宅为例，6层以上供水一般分为4个分区：市政水直供区1-5层，低区612层、中区1319层、高一区2026层、高二区27-33。一般以每6-
3、8层为1个供水分区。三、设备环节采取的措施3.1供水方式的选择二次供水系统一般有以下供水方式：1）增压设备（工频水泵）和高位水池（箱）联合供水；2）变频调速泵和低位水池（箱）供水；3）无负压设备管网直联叠压供水；选择这三种方案的前提是当地供水水压是否稳定、足压，水质综合指标是否稳定。按照绍兴市区目前的供水保障能力，服务压力合格率，水质综合合格率指标来衡量，绍兴市区完全可以满足，我们认为1）、2）二种方式供水方案会造成一定程度上的能量浪费和水质降低及由此带来二次水质污染，因此在管网结构有条件的前提下，无负压设备管网直联叠压供水是我市二次供水的首选方案，其它作为备选方案。3.2选用无负压设备的前提
4、条件由于无负压设备还没有国家标准，市场上各种无负压设备质量参差不齐，因此，有条件地选用设备变得至关重要。国内常见管网叠压无负设备按其运行原理来分，归结为二类：一是在稳流罐上加装普通排气阀作为真空抑制器，当市政管网供水不足或用户用水量大于市政管网供给能力时，排气阀打开，空气进入稳流罐，使原本封闭的稳流罐变为断流水箱，抑制负压产生。二是在稳流罐前后加装流量传感器和压力传感器，当市政管网供水不足或用户用水量大于市政管网供给能力时，流量或压力监测装置发送信号给控制系统，变频器限制水泵超量取水以达到抑制真空的作用。而当市政管网供水满足要求时，系统恢复正常。经过调研论证，结合我公司实际，采用一体化无负压、
5、无吸程直接增压供水方式进行二次供水的，须满足以下条件：1）现场实测城市公共供水管网最不利时供水压力大于等于0.25MPa，接入口城市公共供水管网管径大于等于DN200，吸水管径小于等于DN150。2）市政供水管径比供水设备进水管管径大2级及以上。（详见下表）3）采用市政管网单回路供水时，瞬时最大流量30L/s的高层住宅。一套完整的无负压设备应有如下配置，见下图.稳流补偿贮能器，通过吸纳或释放能量，有效抑制瞬间变流负压的产生，稳流稳压，确保不会对市政管网产生任何影响。另外，真空抑制器的呼吸状况和启闭是通过检测及反馈的功能组件，并将开关量传送回微机经过变频器调节水泵的转速，使水泵的抽吸水量小于等于
6、市政管的进水量，从而形成供水安全第二道防线。3.3变频调速泵和低位水池（箱）供水方案技术要点3.3.1对于供水规模较大的生活小区，传统的变频调速泵+低位水池（箱）供水方案仍是较为安全的供水方式。供水规模的划分尚无标准，从我市实际来看，小区供水分区在5个以上，用户数量1000户以上，宜采用变频调速泵+低位水池（箱）供水方式，可有效避开高峰供水时段，水箱资源可以共享，并降低设备总投资。3.3.2水箱容积20吨时应分二格，二路进水，以方便不停水清洗水箱。3.4水泵参数的确定选用水泵主要需确定以下参数：用水定额，时变化系统，时最大用水量，扬程。再按增压管网分区所供的用户数量计算时最大用水量，作为选用水
7、泵机组流量的依据。单泵流量按分区计算流量Q的1/2或1/3来配置水泵，保证单泵工作在高效区且具有备用泵以便定时切换，满足泵检修时不影响用户的用水需求。流量必须满足时最大流量，扬程要求管网最不利点出水压力0.05MPA，然后校核泵的运行工况点，应位于水泵特性曲线高效区间。在水泵选用上应按抗汽蚀性能优，噪声低、运行平稳、寿命长的特点选用。当今流行的不锈钢叶片轻型多级泵符合供水要求，已在所有小区得到推广应用。其中控制机械密封件质量和使用寿命至关重要，因为大多数泵房位于地下室，防水淹是一个重要环节。3.5工程范例以下是一个高层住宅小区的给水工程范例管网叠压式供水应用工程范例，安装日期：2010.09，
8、安装地点：世茂E5地块四、管道附件的选取。4.1减压阀的选用管道防超压的措施有可调式减压阀和比例式减压二种。可调式减压阀调整范围不大于0.7MPa，阀前与阀后压差不大于0.4Mpa。生活给水系统可调式减压阀，阀前与阀后的最大压差不大于0.4MPa；可调式又分为先导式和直动式减压阀。先导式减压阀控制主阀的固定出口压力，不因主阀上游进口压力变化而改变，亦不因主阀下游出口用水量变化而改变其出口压力。可用于生活给水。管径大于DN50的管段，用可调式，适用于泵房内总管减压。管径小于DN50的管段，采用直动式减压阀，适用立管管道井内。4.2排气阀的选用常用有二种型号：一是单杆式ARVX自动排气阀微量排气阀
9、，内部包括浮球，杠杆、阀座等零件，适合用于PN16工作压力环境。介质温度：0-80。此种型号排气阀运行时无堵塞，排气及时，工作可靠，已充实到二次供水工程技术标准中。二是AVAX型自动排气阀，主要应用于暖通空调系统，往往安装在制高点或弯头等处，由于靠螺纹间隙排气，有被管道中的颗粒物堵塞的隐患，在立管高处排气不畅，积气较多。在高层住宅二次供水系统中不选用此种排气阀。五、给水机组自动控制技术应用研究5.1给水系统恒压实现方式在给水系统中，通常以流量为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。若阀门的开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或欠压现象的出现，在二次供水系统中我们不采用阀门控制法
10、。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，是通过改变水的动能改变流量。因此，扬程特性将随水泵转速的改变而改变，但管但管阻的特性不变。变频调速给水方式属于转速控制。其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速。5.2变频调速最常用的变频器采取的是变压变频方式的，简称为VVVF（VariablevoltageVariableFrequency）。在改变输出频率的同时也改变输出电压，以保证电机磁通基本不变，其关系为：U1/f1=常数式中：U1为变频器输出电压；f1为变频器输出频率。变频调速方式
11、时，电动机的机械特性表达式：式中：m1为电机相数；r1为定子电阻；X1为定子漏电抗；x2为转子漏电抗折算值。频率f从额定值fn往下调时，电机机械特性的变化情况，如图2-2所示。图中Fnf1f2f3f3f4。图2-2变频调速机械特性92.4其控制要求是：当用户管网压力低于设定压力时，控制器通过压力传感器检测，输出控制信号启动其中一台水泵作变频运行，通过控制变频泵使用户管网压力与设定压力值相等。如用户用水量较大，变频器输出频率达到50Hz，变频泵达到最高转速，而用户管网压力仍然低于设定压力，控制器将变频泵切换成工频运行，待变频器输出频率下降至最低值时再变频软启动另一台水泵，由一台工频泵和一台变量泵
12、同时供水。5.3系统压力不稳容易振荡的解决方案系统压力不稳，一般是以下几种情况A、压力传感器采集系统压力的位置有问题，压力采集点选取得离水泵出水口太近，管路压力受出水速度影响太大。从而反馈给控制器的压力值忽高忽低，造成系统的振荡。B、另外，如果系统采用了气压罐的方式，而压力采集点选取在气压罐上，也可能造成系统的振荡。C、控制器和变频器的加减速时间与水泵电机功率不相符。一般情况下，功率越大，其加减速时间也就越长。装机功率要与供水规模相适应。六泵房内的安全保障措施6.1自动控制为对泵房达到无人值守，有人管理的目的，做到安全可靠运行，泵房设备的安全保障措施采取了远程控制和视频监控。远程控制包括远程遥
13、控和远程自控，作用如下：1）实现开关量的控制模式：主要应用于水泵机组启动或急停控制，水箱进水、冲洗排放的阀门控制。对进水故障进行最后的保护，一旦遥控浮球阀失控，通过此系统来关闭进水电动阀；对水泵机组的漏水，管道的破裂等水箱进水口以下的所有设备进行保护，一旦出现地面淹水，由地面积水探测仪传信号给控制系统，系统会远程报警并自动停泵，切断电源。2）实现模拟量的控制模式：主要应用于泵房的流量、压力、液位控制与调节，动态检测泵房各种检测量的信息。系统还值入智能判别模式，一量检测出水管有异常大流量出现并持续一段时间，可以识别为爆管，系统报警并停泵，系统管理人员可以派人及时赶赴现场进行应急处理。6.2视频监
14、控视频监控作用如下：在监控计算机上可以查看各泵房的实时视频监视画面，也可以通过调出视频录像服务器中过去某个泵房、某个时段的视频进行核查；中控室人员可以和泵房内的人员进行语音对话，实现检修作业远程指挥；当有人非法进入时入侵探测系统会与视频监视系统联动（需配备具有报警联动输出端子的设备）并录像报警，通知中控室值班人员进行处理。参考文献：1建设部标准定额研究所，无负压给水设备，中国标准出版社，20082建设部标准定额研究所，管网叠压供水设备，中国标准出版社，20073马戍环，无负压给水设备及管网准用的技术条件，中国给水排水，2005，31（7）4樊建军，国内管网叠压供水设备的主要类型以及管网叠压技术存在的主要问题和解决途径，中国水协设备 -全文完-
