無吸程補壓供水設備的工程應用
摘要：通過對傳統的供水設備的工藝流程的 分析 ，推薦了一種節省投資，節約能源的新型供水設備，并進行了詳細的介紹。
關鍵詞：補壓供水
一、概述
傳統的供水設備基本上是對無壓水進行加壓，以得到所需的流量和揚程，而現在的水源有很大部分是自來水管網，其水壓大多在0.15MPa以上。，通常把帶壓水放入水池得到無壓水，再經設備加壓送到用戶。在這個過程中，自來水管網水的壓力被浪費了，自來水管網直接向大氣開口，管網的壓力要降低;并且在開口水池中造成了二次污染。
無吸程補壓供水設備可以對帶壓水直接補壓，從而避免了能量的無謂損失。為防止由于水流沖擊造成的管網壓力波動，該設備在進水管中設置了正弦導流片，并在吸水管上方添加了引水保護器。水進入泵組后，通過引水保護器和導流片的緩沖與調節，保證泵組的平衡運行，并保持管網水壓力的恒定。無吸程補壓供水設備實現了節能、高效、衛生、安全運行。
在2002年10月舉行的 科技 成果鑒定會上，GHG型無吸程補壓供水設備產品被評定為國內領先技術產品。
現在該產品國內已由濟南普利龍供水設備有限公司生產，并經廣大用戶使用，普遍反映良好。
二、國內現狀
現在國內通用的供水設備基本上采用水池型式控制，這種控制方式的優點是可在水池水減少時，隨時為水池補水。水池接受自來水管網的水再經泵組加壓，而且現有的水池的進水控制，多采用浮球閥方式，缺點是它的補水量隨用水量而變化，并不能起到削峰填谷的作用，它僅僅起到了一個泄壓或減壓閥的作用(僅在短時間停水時，仍可保證幾個小時的供水)。
已經有專業人員發現了這種水池加壓方式的弊端，于是他們在設想一種直接聯在管網上的泵組，實現直接對管網水增壓，并且生產了一些產品，但是這些產品有一個相當大的缺點，泵組運行不穩定，出水壓力波動較大，并且 影響 到管網的壓力。
三、基本原理
無吸程補壓供水設備的創新性在于利用能量疊加原理，對管網帶壓水直接增補壓，并且利用正壓吸水罐和吸水管內加導流片的形式，保證了只增壓力不增流量。并通過一定的控制功能，實現泵組的全自動運行。
市政管網中的水是通過泵站加壓的帶壓水，這種水含有能量，如果利用泵組對帶壓水加上能量,則由于能量的疊加作用，水泵的機械能轉化為水的壓力能實現了直接增補壓。
無吸程補壓供水設備吸收直接增壓的優點，并且克服了存在的 問題 。我們根據設備進水管段的流速情況，確定合適的過氣截面，排掉進水管中多余的氣體，使進入水泵的液體穩定在一個合理的范圍內。同時，在水泵的進水管中裝備了正弦導流片，使進入水中的水流與葉片成一定的角度，保證水泵葉輪穩定可靠的工作;并且維持水泵的揚程和流量有一個合適的對比關系。采用閉環壓力反饋使泵組進行全自動運行。由于水處于一個封閉流道內，管網的壓力不受影響。
四、用戶使用情況報告——某小區無吸程補壓供水設備
某小區位于濟南市水屯路中段，共有樓房21幢，最高為六層(18米)其中14幢樓由兩根DN40水管并聯供水，合并成一根DN100總管進入小區，因壓力不足，四樓以上無水。另7幢由另一根管路供水，水量和壓力夠用，不予考慮。
14幢樓住戶共有800戶，設計流量為40t/h，平時管網提供壓力為0.15MPa，需增補揚程16m，以保證出水壓力達到0.31MPa。選用濟南普利龍供水設備有限公司生產的兩臺智能增壓供水設備GHG12-32(二臺泵)和GHG20-32(三臺泵)。這兩臺設備在流量40t/h時，可增補揚程20m。
設備未投入運行時，六樓用戶沒水，五樓、四樓水壓很低，安裝在頂層的太陽能熱水器無法正常使用，業主抱怨很大。設備投入運行后，24小時保證所有住戶的用水要求。在用水低谷時，二臺泵運行，用水高峰時，四臺泵運行，單臺泵功率為1.1kw，效果良好。
為驗證本設備對管網的影響程度，在水表上游裝一塊壓力表，在設備投入運行前后，壓力表數值穩定在0.2MPa左右一個很小的區域，上下波動不超過0.01MPa。
五、效益 分析
選用GHG型無吸程補壓供水設備比傳統HG型利用調節水池的設備，有很多優點：
1、 初期投資少、無水池、不用消毒、安裝費用少。
2、 運行費用低，機組耗電少。
3、 不銹鋼連接管道，衛生，水無二次污染。
4、 對市政管網的 影響 小于水池型二次加壓設備。
現以 中國 濟南留學人員創業園供為例來說明這種設備的 經濟 性和優越性。創業園生活用水量設計為30m3/h，所需水壓為0.65Mpa;自來水室外管網水壓為0.2MPa，客戶按傳統二次加壓供水方式選用HG型恒壓變量供水設備一套，我公司建議選用GHG36-45型節能增壓自動供水設備一套，并得到客戶認可，效益分析如下：
1、 選用恒壓變量供水設備
選型為HG36-75，配3臺40LG12-15*5水泵，功率5.5KW/臺。
1) 建造水池，容積200m3，磚混結構造價為60，000元;
2) 建造泵房(半地下式)6m*3m*3m(L*W*H)，造價為18，000元;
3) 設備造價HG36-75總價為67，000元;
4) 消毒設備，臭氧發生器60g/h，造價48，000元;
5) 占地400 m2，不作價;
6) 安裝約10，000元;
共計造價203，000元。
2、 選GHG型無吸程補壓供水設備GHG36-45，應客戶要求選用6臺美國產臥式多級泵，功率1.5kW/臺(其揚程比HG36-75型低).
1) 不設水池;
2) 地上式泵房4.2m*2.7m*2.7m(L*W*H)，造價為6,800元;
3) 設備GHG36-45造價約為118,000元;
4) 無需消毒;
5) 占地極小;
6) 安裝費約計3,600元;
共計造價128,400元。
3、運行費用
HG36-75為5.5KW水泵3臺,調查HG36-75的運行情況，并結合測算，得出全年運行費用為：5.5*3*60%*24*365*0.75=65,043元(60%為運行系數,電費按其實際收費0.75元/kW·h)
GHG36-45型供水設備為1.5kW水泵6臺，經現場實測統計得出
全年運行費用為：1.5*6*50%*24*365*0.75=29,565元(50%為運行系數, 電費按實際收費0.75元/kW·h)
4、綜合以上 計算 ,對比分析如下:
1) 初次投資：GHG36-45型供水設備是HG36-75型供水設備的63%;
2) 運行費用：GHG36-45型供水設備是HG36-75型供水設備的45%;
3) 占用土地: GHG36-45型供水設備占地11.34M2,HG36-75供水設備占地118 M2,節省用地約90%.
4) 使用壽命: GHG型供水設備壽命比HG36-75更長。
由以上分析可知，GHG型智能增壓供水設備與傳統供水設備相比，能節省大量的初投資和運行費，節約能源，并且環保衛生，其經濟效益和 社會 效益十分顯著。
六、結論
無吸程補壓供水設備是一種在原有水壓力基礎上再加壓的技術，它突破了以往只能對無壓水進行加壓的誤區，并且通過對流體流態的控制保證了設備限量增壓，不對管網產生壓力影響。在用戶前端安裝無吸程補壓供水設備，可解決自來水由于管網限制不能送到用戶的 問題 ，滿足遠端和高地勢用戶的需要。無吸程補壓供水設備運行穩定，出水壓力波動較小，并且不影響相鄰管網的壓力。可廣泛 應用 于水管網的直接增壓，具有極大的經濟效益和社會效益。
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