二次供水泵房设备配置与节能探析

 　【摘要】二次供水与人们生活息息相关，科学合理的设计二次供水泵房能够实现二次供水泵房合理化的为人们提供水资源。因此，二次供水系统的节能就成为了实现二次供水泵房更好发展的关键。本文基于二次供水系统，对二次供水泵房的配置以及节能措施进行了探析。 

　　【关键词】二次供水泵房；设备配置；节能探析 

　　中图分类号：TE08文献标识码： A 

　　一、前言 

　　我国曾对二次供水系统进行了改革，对于二次供水泵房来说，提高其配置的科学化和合理性对于实现供水系统的节能有很大的意义。 

　　二、分析二次供水体系 

　　1.低位蓄水池 

　　低位蓄水池，在供水安全、耗能、水质保障等方面的劣势主要表现为：首先，由于建筑者一般将低位蓄水池设于该建筑的地下室内，因此，水质极易受到各种污染。其次，由于市政府管理水域网的水压为：175-245kPa，因此，当自来水流入低位蓄水池时，一定程度上会浪费水压；最后一般情况下，低位水池的进水与出水量大致相同，且其水容量明显小于其他类型的水箱。因此，该类水池也未起到明显的调节作用。 

　　2.高位水池 

　　近年来，我国建筑领域逐渐取消了对高位水池的应用，这是由于：二次污染对供水水质造成了十分严重的影响，供水质量也达不到居民饮用水的标准。同时，由于高位水池中的水位控制设备的作用甚微，也缺乏专业人员的科学管理，也导致了水资源浪费的现象层出不穷。 

　　三、二次供水泵房配置分析 

　　二次供水泵房按供水形式分：：增压设备和高位水池（箱）联合供水、变频调速供水、管网叠压供水、气压供水。这四种供水方式各有其特点： 

　　1.增压设备和高位水池（箱）联合供水的供水方式设计和操作都很简单、维修方便，运行稳定、可靠，但地下水池（箱）和高位水池（箱）都要占用一定空间。 

　　2.变频调速供水方式是水泵直接供水至客户，节省了楼顶水池（箱），供水系统总体投资少，供水压力比较稳定和可控，但依赖变频器和PLC的使用，一旦变频器或PLC故障，更换和维修有难度。 

　　3.管网叠压供水方式是在供水主管网水压基础上通过水泵直接供水至客户。节省了水池（箱），水质比较有保障，对于单个供水系统来说比较省电，但依赖主管网的水压。 

　　4.气压供水的方式是通过气压罐对供水管网进行调压供水，主要在老旧小区或客户比较少的小区二次加压泵房中使用，设计和操作简单，但水压有一定的波动。 

　　如何将这几种供水方式合理的运用到二次加压系统中来，如何科学的管二次加压设施是节能降耗的关键。而且，近几年来，经过泵房合并改造，很多区域性泵房已经取代了一些小泵房，大部分泵房都已使用变频给水设备，只有个别泵房使用补气式压力罐供水。 

　　对于压力罐不保压问题，如果运行良好，压力罐有一定的保压时间，这样就节约了很多电能，大大减少了费用，反之如果不保压，水泵则处于运转状态，不但浪费电能，而且减少了机泵的寿命，如何解决这个问题呢？首先不管是何种形式的压力罐，都要检查一下外网是否漏水，如果是外网漏水，就要及时修好，如果是膈膜式压力罐，使用一段时间后不保压，就要检查一下胶囊是否损坏，如果没坏，可以利用空气压缩机进行充气，或者采用定期泄空罐内存水的方法进行补气，如果胶囊损坏，可以更换胶囊。但这样不经济（一个胶囊几千元）我们在工作中遇到这种情况，采用的方法是把膈膜式改为自动补气式，这样会节约许费用，不但少花钱，而且，运行效果也很好，如果是自动补气式压力罐不保压，先要检查一下吸气阀是否吸气，如果失灵就要及时更换，然后查看逆止阀有无问题，如果水泵反转，说明逆止阀已坏，这样也能造成不保压，要及时处理，只要自动补气式每次补气量大于气体投耗量，在供水泵运转一段时间后，起到预充气的作用，就可以保证经济运行了。 

　　四、设备选型 

　　1.选型参照依据: 

　　标准编号 标准名称 

　　ISO2825 轴向吸入离心泵标记，额定性能特点和尺寸 GB/T3214-91 水泵流量的测定方法 

　　GB3216-89 离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法 GB/T5656-89 离心泵技术条件（II类） GB/T13007-91 离心泵效率 

　　GB/T13006-91 离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵汽蚀余量 GB/5657-85 离心泵技术条件（III类） GB/T16907-1997 离心泵技术条件（I类） JB/T6880.2-93 泵用铸钢件 

　　五、供水方案选型 

　　1.设计给水流量 

　　给水系统计算： 

　　(1)主要设计参数 

　　根据设计院设计参数及我司设备选型：Q=30m3/h 

　　(2)小区出水管径计算： 

　　由系统流量30m3/h代入公式D=sqrt(4Q/(pi*V*3600)),得出水管道为100mm,所以选得小区出水管道:DN=150mm. 

　　2.管道水力计算（即水泵扬程计算）水泵直接从外网抽水时，水泵总扬程为：Hb≥Z+H1+H2+H3+H4 

　　Hb------水泵所需总扬程（kPa或mH2O） 

　　Z ------几何升水高度，自连接引入管处室外给水管轴线至最不利配水点之间的垂直距离（kPa或mH2O） 

　　H1------管路损耗（kPa或mH2O） 

　　H2------吸水管与压水管的水头损失（kPa或mH2O） H3------水表水头损失（kPa或mH2O） 

　　H4------最不利配水点处所需的流出水头（kPa或mH2O） 

　　六、二次供水泵房节能方法 

　　1.正确选用供水方式 

　　供水方式的不同，电耗可能相差很大。在水压能交替满足的地区采用屋顶水箱方式，电耗是最经济的。水池有地下水池、地面水池和楼顶水池，由于充分利用管网剩余压力的不同，耗电是不一样的。加压方式的选择近来发展最快的是变频控制。变频调速水泵有很多优点，目前常用的是出水压力恒定变流量的控制方式，可以保持水压的稳定。从电耗来看，变频调速原则上是节能的方式，但也不是任何情况下都能产生节能效果。深圳对60多个二次加压泵站进行全面调查，调查结果传统的加压泵站单位能耗为0.3～0.4kWh/m3，变频调速水泵的单位能耗基本在0.55～0.75kWh/m3之间。分析其原因，传统加压方式的水泵能在水泵高效时运转，而变频加压时，水泵的工作压力值为恒定，出水量是随用水量变化而变化，在供水量很小时，水泵的效率曲线发生变化，往往偏离高效处。因此采取变频调速与传统水泵大小搭配方式进行比较要根据泵站规模，高低峰实际供水量进行详细测算。变频调速装置的设计在水泵选择、台数及运行方式上要使变频泵始终在高效区运行，最好采用变压变流量控制。 

　　选择一个符合小区生活用水二次加压系统的供水方式是节能的关键。这就是我们常说的“量体裁衣”了。前面介绍了几种供水方式的特点，我们可以根据其特点进行分析并选择。 

　　增压设备和高位水池（箱）联合供水相当于小区供水的一个“小水厂”,上、下两个水池都有储水功能，可以形成对市政供水的错峰用水，是最节能的供水方式之一。它运行的整个过程是：市政水进入地下水池后通过加压泵供给高位水池（箱）再到各用水点。这种供水方式控制柜简单，元器件便宜，维修快捷。高位水池（箱）具有一定的储水能力，水泵不需要24小时运行，对水泵损耗低且耗电量低。在实际管理中的一些小区加压泵一天才运行一到两次就可以满足客户的用水需求。 

　　2.提高水泵的节能改造 

　　水泵的节能改造，主要是通过改变水泵的运行工况点，使水泵始终运行于高效区间内，改变水泵的工况点，通常可通过两条途径来实现，一是调速运行，即通过改变水泵的转数来改变水泵的运行曲线，使水泵的出口压力与管网实际所需一致，从而达到节能目的，但变频调速设备造价较高，改造投入大，另一种是叶轮切削改造，其原理是经过切削的叶轮，其特性曲线会按一定规律发生变化，根据切削的运行参数，计算切削量，改变叶轮的外径，使水泵特性曲线按要求发生变化，从而使水泵运行与管网实际所需一致的高效区间内达到节能的目的，叶轮切削是改变水泵性能的一种简单易行的方法，例如：在我们所管辖的绿苑、林机两个区域泵房中，由于设计水泵选型等原因，长期超负荷运行，开始通过关小阀门，提高水泵的出口压力，但因大量能量消耗在出水阀门上，并不经济，通过计算，每个泵房各对一台水泵进行叶轮切削改造，改造后，将出水阀门完全打开，水泵的出水压力降至与管网要求压力相一致，改造后，电量大大降低，效果显著。 

　　七、结束语 

　　综上所述，在二次水泵房的设备配置中，设计人员应准确的分析具体环境，对二次供水系统进行可行性分析，从而实现二次供水泵房提供健康环保的生活用水，并且达到节能的目的。 

　　参考文献： 

　　[1] 董虹.第二届建筑二次供水技术推广与管理经验交流会在京召开[J].建设科技.2011，11-12页 

　　[2] 林喜芳，邱东梅.关于召开建筑二次供水技术推广与管理经验交流会的通知[J].水务世界.2010，58-59页