關于無吸程補壓供水設備工程的論文
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。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。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%；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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