论述管网叠压式给水设备
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摘要：正随着社会主义市场经济的不断发展和壮大,社会需求急需增加,物资交流、人际交往频繁，管网叠压式(无负压)给水设备是一种新技术设备,具有充分利用城市给水管网余压、避免水质二次污染的优点。在设计选用和工程使用中,应先与供水部门协商,征得其同意认可后方能采用,以确保市政直接供水和二次供水用户用水的安全可靠。
关键词：管网叠压式(无负压)；给水设备；稳流补偿罐；供水加压设备
在给水设备中管网叠压式(无负压)是一种新技术设备,该设备特点是：充分利用城市给水管网的余压,不设中间贮水箱,而且可以节省设备用房的面积,比普通变频调速给水设备更节能,节电,同时又能避免水质二次污染,在工程项目中已有相当广泛的应用。 由于目前尚缺少国家技术标准和产品标准,在设计选用和工程使用中存在一些问题。 现笔者提出以下几点想法,供有关设计人员参考。
1 在市政给水管或居住小区给水干管上引入水管使用管网叠压式(无负压)给水设备要有供水规划,在市政供水管网取水应取得当地供水部门的同意
管网叠压式(无负压)给水设备的设计流量为担负供水用户的设计秒流量。而《室外给水设计规范》 (G1350013-2006)规定：市政供配水管网是按最高日最高时用水量进行配置,并按消防、最大传输和发生事故时进行流量校核的;《居住小区给水排水设计规范》规定：服务人数在3000人以内的小区给水管,其设计流量应为担负供水用户的设计秒流量,而服务人数在3000～15000人范围内的小区给水干管,其设计流量应按所供用户的最大时流量计算。 因此当采用管内叠压式(无负压)给水设备时,应与供水部门协商,征得其同意认可后方能采用,尤其是市政直接供水管网由供水部门设计单体建筑由建筑设计院设计的居住小区。
2 管网叠压供水设备(无负压)对市政管网供水可靠性有更高的要求
管网叠压式(无负压)供水设备,不设储水池,几乎没有调节水量,所以对市政供水管要求更高。要求市政供水系统供水工况良好,供水水量充足,水压稳定。以下区域不得采用管网叠压式供水设备。
(1) 经常性停水的区域;(2)供水干管可资利用的水头过低的区域;(3)供水干管压力波动过大的区域;(4)采用管网叠压供水后,会对周边现有(或规划)用户用水造成严重影响的区域;(5)供水干管偏小,其供水总量不能满足用水需求的区域。
3 根据用水对象合理选择供水加压设备
为了保护市政供水和用户用水的安全可靠,以下用户不得采用管网叠压式(无负压)供水设备。
(1) 用水时间过于集中,瞬间用水量过大且无有效调储措施的用户(如学校,影剧院,体育场馆等);(2)供水保证率要求高,不允许停水的用户;(3)对有毒物质、药品等危险化学物质进行制造、加工、贮存的工厂、科研单位和仓库等用户。
4 叠压式(无负压)供水设备的进水管应单独接自供水干管
供水干管为环状时,宜从环网接入,且设备进水管管径宜比供水干管小两级或两级以上,或不大于供水干管过水面积的1/3,也可按表1选用(见表1)。
表1设备进水管选用参考表 (mm)
注：1.工作泵两台及以上时,设备进水管管径应按两台及以上水泵吸水管过水断面叠加后换算确定。 2.对管径级差和过流断面积比有特殊要求时,应征得供水部门同意。
5 稳流补偿罐的容积计算
管网叠压式(无负压)给水设备一般带有抑制真空发生的稳流补偿罐,稳流补偿罐的有效容积V可用下面公式计算：
V=(Q1-Q2)*△T
式中：Q1为管网叠压式(无负压)给水设备水泵的最大出水量,应取用户的最大设计流量。
Q2为市政供水管或居住小区给水干管经过吸水管能进入稳流补偿罐的最大流量。
△T为水泵最大流量(即用户最大用水量)的持续时间。 不应小于1min,特殊需要时可适当延长。
当缺少资料时,Q2可按进水管流速不大于1.2m/s进行估算。
6 管网叠压式(无负压)给水设备吸水管上应装倒流防止器
根据《建筑给水排水设计规范》(GB20015-2003)第3.2.5条规定,叠压式(无负压给水设备的吸水总管上应装倒流防止器或其它有效的防止倒流污染的装置。 同时,为了节能节电的效果和增大市政或小区供水流至水泵进口的余压值,尽量选用低阻力的倒流防止器。 建议倒流防止器的局部水头损失不宜大于3.0m。
7 管网叠压式(无负压)给水设备水泵的选择
普通的变频调速设备,在水泵出口的设定压力确定之后,水泵的扬程总是在很小的范围内波动,要想让水泵机组在单台泵Q～H曲线高效区内工作比较好控制。叠压式(无负压)给水设备水泵的工作扬程是个不定值,与市政供水的水压以及吸水管水流阻力变化有关。 因此,应做不同工况下水泵高效区的校核工作,让水泵在进量多的时间内处于高效区工作状态,只有这样才能充分发挥管网叠压式(无负压)给水设备更节能、节电的优势。建议水泵按以下要求进行选择：(1)应按最大设计扬程选择水泵扬程。(2)应根据主泵高效区的流量范围与设计流量的变化范围之间的比例关系确定水泵组的数量,水泵组宜设二至四台主泵,并应设设一台供水能力不小于最大一台主泵的备用泵。 (3)应选择Q～H特性曲线无驼峰,比转数n约为100～300,效率高、配备电动机功率相对小的水泵。(4)应校核在市政供水干管最高工作压力Pmax(即水泵最小工作扬程Hmin)时,工频运行主泵不得过载,否则,应采用多台变频泵组合工作。 (5)在水泵组进水口工作压力波动范围内,主泵宜均工作在高效区。
8 水表的选型
管网叠压式(无负压)给水设备的进水管上应装设水表。水表口径的确定应符合以下规定：(1)用水量均匀的生活给水系统应以给水设计秒流量选定水表的常用流量;(2)用水量不均匀的生活给水系统应以给水设计秒流量选定水表的过载流量。
9 结 语
综上所述，管网叠压式(无负压)给水设备是一种新技术设备,具有充分利用城市给水管网余压、避免水质二次污染的优点,在设计选用和工程使用中,应先与供水部门协商,征得其同意认可后方能采用,以确保市政直接供水和二次供水用户用水的安全可靠。
参考文献:
【1】中国建筑金属结构协会给水排水设备分会 管网叠压供水技术年鉴2007
【2】中华人民共和国建设部 全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水 2007
【3】 会议论文 管网叠压式(无负压)给水设备防水质二次污染和节能问题纵横谈 流域安全・应急措施与水质保障技术研讨会 - 2006
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