无吸程补压供水设备的工程应用
摘要：通过对传统的供水设备的工艺流程的 分析 ，推荐了一种节省投资，节约能源的新型供水设备，并进行了详细的介绍。
关键词：补压供水
一、概述
传统的供水设备基本上是对无压水进行加压，以得到所需的流量和扬程，而现在的水源有很大部分是自来水管网，其水压大多在0.15MPa以上。，通常把带压水放入水池得到无压水，再经设备加压送到用户。在这个过程中，自来水管网水的压力被浪费了，自来水管网直接向大气开口，管网的压力要降低;并且在开口水池中造成了二次污染。
无吸程补压供水设备可以对带压水直接补压，从而避免了能量的无谓损失。为防止由于水流冲击造成的管网压力波动，该设备在进水管中设置了正弦导流片，并在吸水管上方添加了引水保护器。水进入泵组后，通过引水保护器和导流片的缓冲与调节，保证泵组的平衡运行，并保持管网水压力的恒定。无吸程补压供水设备实现了节能、高效、卫生、安全运行。
在2002年10月举行的 科技 成果鉴定会上，GHG型无吸程补压供水设备产品被评定为国内领先技术产品。
现在该产品国内已由济南普利龙供水设备有限公司生产，并经广大用户使用，普遍反映良好。
二、国内现状
现在国内通用的供水设备基本上采用水池型式控制，这种控制方式的优点是可在水池水减少时，随时为水池补水。水池接受自来水管网的水再经泵组加压，而且现有的水池的进水控制，多采用浮球阀方式，缺点是它的补水量随用水量而变化，并不能起到削峰填谷的作用，它仅仅起到了一个泄压或减压阀的作用(仅在短时间停水时，仍可保证几个小时的供水)。
已经有专业人员发现了这种水池加压方式的弊端，于是他们在设想一种直接联在管网上的泵组，实现直接对管网水增压，并且生产了一些产品，但是这些产品有一个相当大的缺点，泵组运行不稳定，出水压力波动较大，并且 影响 到管网的压力。
三、基本原理
无吸程补压供水设备的创新性在于利用能量叠加原理，对管网带压水直接增补压，并且利用正压吸水罐和吸水管内加导流片的形式，保证了只增压力不增流量。并通过一定的控制功能，实现泵组的全自动运行。
市政管网中的水是通过泵站加压的带压水，这种水含有能量，如果利用泵组对带压水加上能量,则由于能量的叠加作用，水泵的机械能转化为水的压力能实现了直接增补压。
无吸程补压供水设备吸收直接增压的优点，并且克服了存在的 问题 。我们根据设备进水管段的流速情况，确定合适的过气截面，排掉进水管中多余的气体，使进入水泵的液体稳定在一个合理的范围内。同时，在水泵的进水管中装备了正弦导流片，使进入水中的水流与叶片成一定的角度，保证水泵叶轮稳定可靠的工作;并且维持水泵的扬程和流量有一个合适的对比关系。采用闭环压力反馈使泵组进行全自动运行。由于水处于一个封闭流道内，管网的压力不受影响。
四、用户使用情况报告——某小区无吸程补压供水设备
某小区位于济南市水屯路中段，共有楼房21幢，最高为六层(18米)其中14幢楼由两根DN40水管并联供水，合并成一根DN100总管进入小区，因压力不足，四楼以上无水。另7幢由另一根管路供水，水量和压力够用，不予考虑。
14幢楼住户共有800户，设计流量为40t/h，平时管网提供压力为0.15MPa，需增补扬程16m，以保证出水压力达到0.31MPa。选用济南普利龙供水设备有限公司生产的两台智能增压供水设备GHG12-32(二台泵)和GHG20-32(三台泵)。这两台设备在流量40t/h时，可增补扬程20m。
设备未投入运行时，六楼用户没水，五楼、四楼水压很低，安装在顶层的太阳能热水器无法正常使用，业主抱怨很大。设备投入运行后，24小时保证所有住户的用水要求。在用水低谷时，二台泵运行，用水高峰时，四台泵运行，单台泵功率为1.1kw，效果良好。
为验证本设备对管网的影响程度，在水表上游装一块压力表，在设备投入运行前后，压力表数值稳定在0.2MPa左右一个很小的区域，上下波动不超过0.01MPa。
五、效益 分析
选用GHG型无吸程补压供水设备比传统HG型利用调节水池的设备，有很多优点：
1、 初期投资少、无水池、不用消毒、安装费用少。
2、 运行费用低，机组耗电少。
3、 不锈钢连接管道，卫生，水无二次污染。
4、 对市政管网的 影响 小于水池型二次加压设备。
现以 中国 济南留学人员创业园供为例来说明这种设备的 经济 性和优越性。创业园生活用水量设计为30m3/h，所需水压为0.65Mpa;自来水室外管网水压为0.2MPa，客户按传统二次加压供水方式选用HG型恒压变量供水设备一套，我公司建议选用GHG36-45型节能增压自动供水设备一套，并得到客户认可，效益分析如下：
1、 选用恒压变量供水设备
选型为HG36-75，配3台40LG12-15*5水泵，功率5.5KW/台。
1) 建造水池，容积200m3，砖混结构造价为60，000元;
2) 建造泵房(半地下式)6m*3m*3m(L*W*H)，造价为18，000元;
3) 设备造价HG36-75总价为67，000元;
4) 消毒设备，臭氧发生器60g/h，造价48，000元;
5) 占地400 m2，不作价;
6) 安装约10，000元;
共计造价203，000元。
2、 选GHG型无吸程补压供水设备GHG36-45，应客户要求选用6台美国产卧式多级泵，功率1.5kW/台(其扬程比HG36-75型低).
1) 不设水池;
2) 地上式泵房4.2m*2.7m*2.7m(L*W*H)，造价为6,800元;
3) 设备GHG36-45造价约为118,000元;
4) 无需消毒;
5) 占地极小;
6) 安装费约计3,600元;
共计造价128,400元。
3、运行费用
HG36-75为5.5KW水泵3台,调查HG36-75的运行情况，并结合测算，得出全年运行费用为：5.5*3*60%*24*365*0.75=65,043元(60%为运行系数,电费按其实际收费0.75元/kW·h)
GHG36-45型供水设备为1.5kW水泵6台，经现场实测统计得出
全年运行费用为：1.5*6*50%*24*365*0.75=29,565元(50%为运行系数, 电费按实际收费0.75元/kW·h)
4、综合以上 计算 ,对比分析如下:
1) 初次投资：GHG36-45型供水设备是HG36-75型供水设备的63%;
2) 运行费用：GHG36-45型供水设备是HG36-75型供水设备的45%;
3) 占用土地: GHG36-45型供水设备占地11.34M2,HG36-75供水设备占地118 M2,节省用地约90%.
4) 使用寿命: GHG型供水设备寿命比HG36-75更长。
由以上分析可知，GHG型智能增压供水设备与传统供水设备相比，能节省大量的初投资和运行费，节约能源，并且环保卫生，其经济效益和 社会 效益十分显著。
六、结论
无吸程补压供水设备是一种在原有水压力基础上再加压的技术，它突破了以往只能对无压水进行加压的误区，并且通过对流体流态的控制保证了设备限量增压，不对管网产生压力影响。在用户前端安装无吸程补压供水设备，可解决自来水由于管网限制不能送到用户的 问题 ，满足远端和高地势用户的需要。无吸程补压供水设备运行稳定，出水压力波动较小，并且不影响相邻管网的压力。可广泛 应用 于水管网的直接增压，具有极大的经济效益和社会效益。
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