无负压供水设备在城市二次供水改造中的应用

无负压供水设备在城市二次供水改造中的应用

发表时间：2019-01-02T17:09:00.797Z 来源：《防护工程》2018年第28期作者：裴剑锋[导读] 随着我国经济的快速发展，高层建筑的增加，供水范围也不断扩大。二次供水设备的应用也越来越普及，其设备的供水能力也是人们较为关注的问题之一。

裴剑锋

丹阳水务集团有限公司江苏丹阳 212300

摘要：随着我国经济的快速发展，高层建筑的增加，供水范围也不断扩大。二次供水设备的应用也越来越普及，其设备的供水能力也是人们较为关注的问题之一。

关键词：二次供水现状；改造必要性；无负压供水原理1、二次供水设备现状情况及存在的问题

二次供水主要有以下几种模式：（1）安装管道泵直接从市政管网抽吸加压供水；（2）采用低位水池（水箱）+水泵+高位水池；（3）采用低位水池（水箱）+变频水泵+保压罐。以上二次供水模式存在的问题： 1）对市政管网压力冲击大。如模式（1）直接在管网抽吸，造成附近市政管网失压； 2）水质存在二次污染。模式（2）、（3）都需使用水池（箱），由于水箱结构（与大气相通）、材质及水箱未及时清洗消毒等因素，运行中存在水质二次污染现象；

3）能耗浪费严重。已建二次供水小区普遍存在内部水池（箱）漏损严重，运行电费高、设备老化等问题，由于二次供水一系列问题的存在，导致用户用水安全性得不到有效保障，二次供水设备的更新、改进已经势在必行。

2、城市二次供水设施现状及改造的必要性

随着时间的推移，城市二次供水设备日益陈旧、老化问题凸显，造成供水不足、水质二次污染，严重影响居民生活和用水安全。

以我市为例，从2010年开始，我市对城区二次供水现状进行了全面普查。共涉及公共供水小区56个，供水户数15020户，其中居民14890户，商服130户，涉及供水人口5万余人。普查结果，二次供水方式三种模式全有，泵房多位于地下室，空气湿度大，普遍存在的二次供水设备良莠不齐，陈旧、老化，还发现大部分水箱为防止异物进入，只在上部预留一个很小的进水口，这种水箱虽有效阻止了异物进入，但也给水箱的日常清洁、维护工作带来很大困难，造成水箱长时间得不到有效清理和消毒，底部沉积大量污垢; 少部分水箱根本无盖，

卫生状况可想而知；同时，分属各小区物业分散管理，造成重收费、轻管理；重效益、轻投入；安全隐患频现等现象。这些问题的暴露，更突显了城市二次供水设施统一更新改造工作的重要性和紧迫性。

经反复论证对比，无负压供水在节省投资、供水安全、节能减排、便于管理等方面均优于其他方案。

3、无负压供水设备工作原理及适用范围

无负压供水设备工作原理为: 当自来水进入调节罐，罐内的空气从真空消除器内排出，待水充满后，真空消除器自动关闭。当自来水能够满足用水压力及水量要求时，供水设备通过旁通止回阀向用水管网直接供水；当自来水管网的压力不能满足用水要求时，系统通过压力传感器给出起泵信号起动水泵运行。水泵供水时，若自来水管网的水量大于水泵流量，系统保持正常供水，用水高峰期时，若自来水管网水量小于水泵流量时，调节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调节罐，消除了自来水管网的负压，用水高峰期过后，系统恢复正常状态。若自来水供水不足或管网停水而导致调节罐内的水位不断下降，液位控制器给出水泵停机信号以保护水泵机组。夜间及小流量供水时可通过小型膨胀罐供水，防止水泵频繁启动。

4、无负压供水方式的主要优点

根据在我市二次供水设备的实际使用情况，无负压供水设备具有以下优点： 4.1在市政管网能满足使用要求时，可以有效地利用市政供水管网的水头，从而降低供水设备的扬程，以达到节能的目的；

4.2不使用二次水箱（池），从而避免了因水箱引起的水质二次污染问题；

4.3无负压设备占地较小，节省了空间。无负压设备具备自动化程度高，节能，无二次污染，运行管理简单，泵房占地面积小等优点，但也存在使用要求较高，供水保住率不高，与高位水池供水相比能耗较大等缺点，箱式无负压相比罐式提高了调节能力，但能耗较大；高位水池与前两者相比，能耗较低，对管网给水保证率高，并对城市供水系统的高峰负荷具备削峰作用，改善了城市供水的不均匀性，在一定程度上可降低城市供水设施的规模和投资，节省能耗。所以，在市政管网较好较新的区域，我们建议可以采用罐式（箱式）无负压设备，可以充分发挥其优点，而在市政管网供水条件较差或大区域供水泵站中采用无负压+高位水池的模式。另外，由于无负压设备对市政管网要求较高，在实际使用中我们对无负压使用条件主要有以下几点：（1）市政管网压力不小于0.25Mpa；（2）市政管网管网进口管径应不小于200mm。

4 .4安装简单，节省投资

该供水方式由于能充分利用自来水管网一次供水余压，二次供水加压泵选型要求较小；无需修建水池或水箱，也不需设置大型气压罐；该供水设备到现场，只需连接进出水管，安装简单，施工周期大幅缩短；达到大幅节省基建投资的目的。

4.5全封闭运行，确保卫生和供水安全

该供水系统从自来水管网至用户水龙头为全封闭结构。水体不与空气直接接触，过滤部件采用食品级不绣钢制作，无二次污染机会，污染物和可能的人为有毒、有害物质无法进入系统，确保供水卫生和供水安全。

4.6节能减排效果显著，降低运行成本

该系统直接与自来水管网串接，在自来水厂一次供水管网压力的基础上叠加所需的压力，差多少，补多少，能充分利用管网的余压，用水低峰期，设备甚至不需要运行，与传统给水设备比，节能达30～90%；并消除了以往水箱的定期清洁、维护、水质检测等环节，减少水资源浪费，节能效果显著，运行成本大幅降低；

4.7自动控制，便于日常管理

无负压供水系统具有下列自动控制功能:(1)水泵、水源、电压故障自检、报警和保护功能；(2)水泵自动切换，自动巡检功能；(3)无故障长时间运行功能；(4)自动变频功能、软启动功能；(5)网络服务功能；(6)Ｈmin停泵功能；(7)Ｌmin停泵功能；(8)真空抑制器动作功能等；大大降低了日常管理工作强度。

4.8智能联网，便于统一管理

利用网络以崭新的方式将现实世界中的供水设备、售后团队和先进的传感器、控制器和软件应用程序连接起来；基于物理分析、预测算法、自动化和电气工程学及其它相关专业知识来解析供水设备与供水管网的运作方式，通过软件建立售后团队、生产部门和研发团队间的实时连接，以支持更为智能的设计、操作、维护，以及高质量的服务与故障预警、安全保障功能，便于持续改进、统一管理。

5、我市近些年无负压供水改造成果

为了便于日后的维护和管理，丹阳市政府在2011年出台了《二次供水管理办法》和《二次供水设施建设技术标准》，使我们在二次供水设计、建设、改造和管理有章可循。在小区规划中同时和规划部门积极对接，合理布置泵房位置，从源头上予以把控。在建设单位申请临时用水时，用书面形式告知泵房建设的各种技术要求，并全过程跟踪，如果不达到要求，出具整改建议，否则不予供水。

到目前为止，我市已经逐年、分批次将56个小区全部整改完毕，每个小区的无负压供水设备控制系统都实时监测市政管网和用户管网压力、水质等关键参数，并上传至公司智慧水务软件平台，根据检测压力和设定压力的差异，通过降低或升高变频器频率等方式，使设备运行既充分利用市政管网压力，又能够为用户安全、优质、足压供水，取得了良好的社会和经济效益。

参考文献：

[1]《山西建筑》2006年19期.《无负压供水设备的工作原理及应用》. 作者: 刘永刚.