浅谈箱式无负压供水设备在小区供水应用中的优缺点

浅谈箱式无负压供水设备在小区供水应用中的优缺点

何东冠

　　摘要：简述变频供水、无负压供水和箱式无负压供水在城市二次供水中的应用，并分析了箱式无负压供水设备的优缺点。

　　关键词：市政自来水管网水压；供水设备；矢量变频泵

　　1.工程概况

　　广西南宁市江南区某一个新建高层住宅小区，共有住户2500户，地势较高，远离自来水厂，离城市给水加压泵站较远，周边是一大片正开发的住宅区、厂房用地。周边市政管网主管是DN400呈环形布设，可接入小区的支管管径为两个DN250的接口，用水低谷期市政自来水管网水压约为0.28MPa，用水高峰期水压约为0.20MPa。

　　2.供水方案的确定

　　根据项目市政供水情况以及周边远期用水特点，我们提出了三个加压供水方案：第一种：无负压供水设备。该方案能够充分利用市政管网的自由水头，设备叠压加压供水，能够节约能耗，设备变频控制自动调节流量，满足住户用水需要，用水不经过水箱停留，不会造成二次污染，不影响水质。第二种：水箱变频加压供水。也就是传统的水箱加变频供水设备，该方案的优点是有一点是设有水箱，有一定的调节储量，供水安全性高。缺点是水泵从水箱吸水，水箱储水容易造成二次污染，需要经常清洗、消毒，浪费用水；不能充分利用市政水的自由水头能耗大，且水箱容积较大，占用建筑面积。第三种：箱式无负压供水设备。是无负压和水箱变频供水的结合方案，兼顾了利用市政自由水头和满足用水高峰期水箱储水功能。

　　最终，我们断定近期市政管网不会大规模改造，但周边的住宅、厂房马上开发投入使用，而选择了第三种方案，供水方案从二层开始加压。原因是本项目位置处在最近的加压站的地势较低处，虽然市政供水水压变化较大，但却基本能保证有水，且周边远期用水需求量大，因此设置备用水箱是最理想的方法。

　　3.箱式无负压供水设备的工作原理及优缺点

　　3.1箱式无负压供水设备的工作原理

　　箱式无负压供水设备设置一套水箱、增压水泵，有两个吸水口，市政管网的水与水箱的水同时汇合至稳流罐中，当市政管网压力充足时，水泵组从市政管网叠压供给用户使用，当市政管网压力不足时，智能增压装置启动，从水箱取水补充管网供水的不足。

　　当市政管网压力不足时，压力趋向低区供水压力保证值，当降至设定的略高于低区供水压力保证值的供水系统最低进水压力值时，进水环网的水压仍然可以保证低区供水和室外消防供水压力要求，这时流量控制器开始工作，位于水箱出口的智能增压装置开始工作，将水箱的水增压到设定系统进水压力，将水加到稳流罐，水泵再从稳流罐取水向用户供水。市政水压为零时，市政进水端关闭，全部从水箱取水，直至水箱设定的最低保护水位，系统停机保护。控制系统设置了自动定时循环控制装置，定时使用水箱水，保证了水箱中水质的新鲜。

　　3.2箱式无负压供水设备的优缺点

　　优点：第一，箱式无负压供水，实际上就是在无负压供水的基础上增加了储水水箱，因此兼有了无负压设备的优点，能够充分的利用市政自来水的自由水头叠压供水，在水泵选型时，可以考虑在保证供水流量不变的前提下，利用管网压力叠加后的水泵选型参数，以较低水泵的功率、扬程，减少设备用电能耗。第二，箱式无负压供水设备的水箱可以在市政管网供水不足时进行差量补偿。所谓的差量补偿就是指在市政来水不足时，通过加压装置从水箱取水，补充到稳流罐，以抵足用户水量与市政来水的差额。本项目所在地段市政水压波动较大，说明用水高峰期附近的用水量较大，这几年来由于城市的迅速扩张，市政供水设施难以跟上城市发展的节奏，供水量连年增长，管网改造难以赶上，多地有在供水高峰期断水的情况常有发生，这样也是城市单纯采用无负压供水设备，带来的弊端。管网叠压无负压仅靠供水设备稳流罐的容积，蓄水能力有限，在市政进水压力长时间波动或者用水高峰期持续时间较长等情况下，罐体存储水量往往就不能满足用户的需求。再比如，以前在批复供水设备时，为根据各项目在城市的具体位置规定无负压供水的进水段压力，导致了城市供水末端供水被前端的无负压供水设备抽空，城市偏远地段、新开发地段自来水水压较低，甚至断水。因此，利用水箱调节补偿，各开发商在开发时，考虑自行储水已经成为日后暂时缓解高峰期供水问题的主要办法。第三，保证了低区供水的最低压力。由于无负压供水在市政供水水压较低时，为了保证大多数住户的供水需要，往往会牺牲低区的供水要求，降低设备进口的进水压力，从管网直接吸水，低区容易形成负压，无法保证低区的供水压力，同时，管网压力波动频繁时，设备启停频繁，容易造成设备的损坏，箱式无负压系统到了设定的进水压力值，装置联动，启动水箱补水设备，补充市政来水的不足，保证主供水设备不停泵，基本满足用户供水水压波动不大的要求。通过计算设定保证低区供水的进口水压，进而设定供水系统最低进水压力值，该值在低区供水保证水压之前，保证了室外给水环管消防室外消火栓的供水压力，至此，系统在从水箱抽水增压的同时，市政水分两个进水口向系统补水，一方面是先注入水箱，在通过增压水泵往稳流罐补水，一方面从另一个进口进入汇总到稳流罐再通过水泵向住户供水；当市政水压达到或低于低区保证水压时，市政进水端智能关闭，全部抽取水箱水向住户供水。为了避免智能装置频繁启动，可以通过程序设定延期启动，此处不再详细说明。

　　缺点：第一，水箱较小，不能满足较长时间的停水要求。箱式无负压是介于罐式无负压与水箱变频供水之间的一种产物，兼顾了节能、减少水箱占用建筑面积的要求，因此，水箱的容积往往比普通的水箱变频供水要小，也就是说在市政管网水压长时间低于设备设定进水压力时，水箱不能保证住户的用水要求。第二，二次污染。由于设备有备用水箱，也就增加了二次污染的几率，目前的解决方法是采用封闭水箱或者加设水箱消毒设备，还有，采用定时启动水箱增压泵使用水箱水的方法，一般是保证6小时循环使用一次水箱水，保证水箱水质的新鲜，还可以在水箱出水端安装消毒器。第三，设备较其他方案复杂，故障率加大。由于箱式无负压相比无负压设备，增加了水箱、加压水泵、进水压力检测装置，有些厂家还加装了进水转换装置，其中水箱还有进水控制阀增加的这些设备除了增加了造价，同时增加了故障的几率。但是随着矢量变频泵，或者说是一控一变频水泵技术出现，故障率将会大幅度减少。矢量变频、一控一变频可根据稳流罐的水压、流量自动调节加压泵处在高速运行、低速运行或者是休眠等状态，根据进入稳流罐的市政水的流量自动调节补充稳流罐，是稳流管的水压趋于较为稳定的状态，以致主供水设备得到相对稳定的进水流量、压力，使整个供水系统水压波动不大且不间断供水，且让住户有一个较好的供水环境。

　　总而言之，虽说箱式无负压供水系统相对于传统的水箱变频供水，以及罐式无负压供水设备系统相对复杂，但是，箱式无负压给水设备比后两种供水方式更为节能，能更好的满足用户的用水需求，箱式无负压给水设备在高峰用水时段能充分利用市政管网的压力和水量来满足用户的用水需要，避免了罐式无负压设备停水影响用户用水的问题，况且，随着科技的不断发展，技术必将更加成熟，故障率将不断减少。箱式无负压给水设备具有很好的应用前景。正确选用箱式无负压供水设备才能更好的满足用户的需要，节约能源，起到良好的经济、社会效益。

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