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技術文獻

一談論管網疊壓供水設備的有關問題

 現在的管網疊壓供水都設有變頻泵,這是管網疊壓變頻加壓供水的簡稱。它是近幾年來才發展起來的新型供水設備,人們對他的認識還不盡一致。本文就管網疊壓供水與無負壓供水的區別,及穩流罐、負壓消除器、倒流防止器、氣壓罐等的設置問題談談自己的看法,與大家共同討論。
1.建筑二次加壓供水方式的變化和發展
隨著我國經濟建設的迅速發展,建設規模日益擴大,土地資源越來越顯得珍貴。高層建筑如雨后春筍般地崛起。在城市的繁華地段,樓房高度遠遠超出了市政供水壓力的范圍,為滿足用戶的需求,必需對市政水源進行二次加壓。在城市邊緣,由于市區的外延,原有管網的供水能力日顯不足,在夏季用水高峰時間,原有多層建筑的頂層斷水現象時有發生。為了解決用戶生活用水的需要,也必須對市政的水源進行二次加壓。所以二次加壓供水已成為當今建筑給水設計中十分普遍的現象。二次加壓供水大致可分為兩種型式:一種是由調節水池或水箱吸水升壓供水,也稱為間接加壓;另一種是由城市供水管直接串連加壓,也稱為直接加壓。由于原來在采用串連加壓的過程中出現了一些城市供水壓力下降及水質污染問題,故在1994年國務院頒布了第158號文《城市供水條例》,其中第21條中規定:“禁止在城市公共供水管道上直接裝泵抽水”。從此凡二次加壓供水都必須采用簡接加壓的方式,加壓水泵必須由調節水箱或水池吸水提升。但其供水方式隨著時代的發展和技術的進步,從二十世紀五十年代開始逐步發展形成高位水箱供水、氣壓水罐供水、變頻供水三種方式。高位水箱供水、由水位計直接控制水泵起停,水泵的揚程只與高位水箱的高度有關,水泵不會產生富裕揚程,所以比較節能。但由于水箱的高度受到建筑物自身高度的限制,頂層的供水壓力偏低,有時不能滿足用水設備的要求。為減少頂層設備用房及解決頂層的供水壓力不足,開始逐步推行氣壓水罐供水。氣壓水罐供水采用電接點壓力表通過繼電器控制水泵起停,其系統供水壓力可不受建筑物自身高度的限制,但是為了使氣壓水罐具有一定的調節容積,系統必須在變壓狀態下工作。其***壓力與***壓力之間必須維持一定的比例,即保持一定的(絕壓比)α值,因此其能耗較大。隨著變頻技術的發展和普及,采用壓力傳感器、變頻器、PLC控制器按設定的系統壓力自動調節水泵轉速,實現恒壓供水,消除水泵的富裕揚程以節省能耗,變頻供水的方式逐步得到推廣。為了充分利用城市管網的余壓,進一步挖掘節能的潛力,并消除二次污染的隱患,近幾年來又推出了具有自動控制功能的新的直接加壓方式——無負壓二次加壓供水設備,而后又發展為管網疊壓供水設備。從上述的二次供水的發展過程可以看出,它的發展過程實質上是水泵控制設備的發展過程。有了比較***的變頻控制技術,才能使二次加壓供水更好地貫徹四節一環保的方針。所以筆者認為,管網疊壓供水的名稱宜改為管網疊壓變頻供水更好。
2.管網疊壓供水設備與無負壓供水設備的區別
無負壓供水設備從它的命名可以看出,它的功能主要是避免負壓對城市供水帶來影響。現在市上的無負壓供水產品,在城市引入管與加壓泵之間串連了一個水罐,各設備制造廠對此罐的稱呼各不相同,有的稱穩流罐,有的稱無負壓穩流罐,有的稱流量調節器,在罐的頂部還設有負壓消除器。當罐內壓力低于一個大氣壓時負壓消除器自動打開,使罐內與大氣相通,以確保水泵吸水管內不產生負壓,這也是無負壓的核心措施。問題是這樣的措施并不能消除直接加壓二次供水設備對城市管網正常供水帶來的影響。參照北京市自來水集團[2005]125號文《關于二次供水安裝使用無負壓供水設備的暫行規定》中關于對無負壓供水設備要求的第5條規定:“設備應具有由水泵吸入口壓力控制的自動開停功能,吸入口壓力低于0.2MPa時自動停泵、吸入口壓力達到0.22MPa時自動恢復運行”。天津市管網疊壓供水設備應用及管理暫行規定(送審稿)第2.12條規定:“設備運行時,市政供水管網與水泵吸水管連接處的壓力下降值,不得大于0.02MPa;當市政供水管網與水泵吸水管連接處壓力降至0.22MPa時,水泵機組應停止運行”。上述兩個城市的規定都說明,保證城市正常供水的***壓力是0.2MPa,低于此值就會影響城市管網的正常供水,何況壓力降低到負壓呢!雖然各城市控制的***壓力可能有所不同,但管網壓力達到負壓時實際上已毫無供水能力可言了。真正的管網疊壓供水設備,它應該有控制吸水管水壓的功能,當吸水管的水壓達到城市供水所允許的***壓力值時,應發出延遲報警,以提示人們及時進行處理。超過延時的時間,才停止水泵運行,以保護城市的安全供水。由此可見,真正的管網疊壓供水設備與無負壓供水設備是有原則區別的。如上所述,采用管網疊壓供水設備的***基本條件是不能影響城市的正常供水。
3.關于穩流罐和負壓消除器的設置
穩流罐它只是串連在有壓系統中的一個局部擴大的容器。從水的物理性質來說,在常溫下水的體積壓縮系數僅為4.76×10-10 m2/N,所以通常都認為它是一種不可壓縮的介質。故在單一介質的穩流罐內,水的體積可認為是不可改變的,因此,此罐也就不可能對水量有任何調節作用。所謂穩流,水流流經此罐只是增加了進水、出水的局部擴大和收縮的阻力,不起任何穩定流量的作用。由此可見,在管網疊壓供水設備中設置穩流罐是沒有必要的。由于管網疊壓供水設備只能在城市允許的***壓力以上工作,在吸水管一側不應出現負壓,另外,控制負壓對城市的安全供水也沒有實際意義。所以設置負壓消除器也是完全沒有必要的。在管網疊壓供水設備中設置穩流罐和負壓消除器,只能造成社會資源的浪費,無助于對使用功能的提高。
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