余洪琼
四川红华实业有限公司 四川省乐山市 614200
摘要：针对传统二次加压供水系统存在的能量浪费以及现有无负压供水系统存在的适用范围窄、局限多等不足，本文提出了新的解决办法，即管网余压利用二次加压供水系统，并就二次加压供水余压利用节能系统的运行原理和优势进行研究分析，以供参考。
关键字：二次加压； 供水；余压利用；节能系统
引言
目前我国生产生活用水一般采用二次加压的方式供给，传统的二次加压的方式一般是将市政管网里的压力水直接放入地面、地下或半地下式调节水池（又称清水池），再由加压水泵将水从水池直接抽至用户或建筑物顶部的高位水箱，后者由高位水箱靠重力向用户供水。这种二次加压供水方式常常因加压设备工作效率低、给水方式不够科学合理而浪费了大量能量。如果能够找到一种好的二次供水方式，既能节约电能，又能保障供水安全，这势必对我国的经济健康快速的发展有重要意义。
1二次加压供水方式现状分析
1.1传统二次加压供水方式
现有生活生产二次加压供水方式如下：市政给水管网—地面调节水池—水泵—用户或高位水箱，即传统的供水方式是将市政管道的自来水先放入清水池中，再通过水泵二次加压供给各用户使用。利用水池的可调节性，在用水低峰期将水池蓄满水，在用水高峰期时供给用户使用，保证用水的水量和水压的要求，如图1所示。这种供水方式事实上是将带势能（压强势能）的水，转化成不带能量的水，然后再通过水泵加压送至用水点，用水方式不可避免地造成较大的能量浪费。
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1-阀门；2-压力表；3-低位水池；4-水泵机组；5；出水阀门
图1二次加压供水方式图
1.2直抽供水方式
市政管网来水未经任何调蓄储水容器，而直接经由增压泵加压供给用户。采取该方式供水可以充分利用市政管网余压，减小泵的提升扬程，降低水泵运行能耗，特别是对于市政管道水量充沛、剩余水头高的情况更有现实愈义。由于水不经过水池，减少了水质污染，避免了水池进水管的集中流量，减小对市政管网的泄压影响，同时直抽供水系统的设备非常简单，占地也很小，可大量节约建筑空间。此种供水方式存在的问题是，如果用户用水量大于市政管网的用水量时，就会在管网取水处产生真空，出现负压，不仅影响周边用户用水而且还会对市政管网产生一定破坏，因此国家规范中明确规定不允许从市政供水管道上直接抽取，如要直抽需供水企业批准，由当地水司根据周边管网、用户、水压情况灵活掌握，该技术还不能在社会层面推广。
1.3无负压增压稳流供水方式
最近几年，相继出现一种能直接串联在城市自来水管网上的无负压管网增压稳流给水设备，得到许多地方自来水公司的许可并且得以推广。该产品的核心采用真空补偿技术，能有效防止直接串联在自来水管道产生负压，使周围局部管网的压力下降，可能因回流而污染城市生活用水管网的情况，如图2所示。
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1-阀门；2-倒流防止器；3-进水压4-真空抑制器；5-稳流补偿器；6-清洗排污口；7-微机变频控制柜；8-增压水泵组；9-出水阀门；10-出水压力传感器
图2无负压供水方式示意图
当自来水压力能够满足用户要求时，由设备的旁通管为用户供水，而无需启动增压泵；当压力不足水量充足时，增压泵启动压力不足的部分即可；当自来水压不足且水量也不供不应求时，稳流补偿器内水位下降，无负压设备通过真空抑制器及稳流补偿器中的检测装置采集补偿器内的真空度及水位信号，通过微机控制真空抑制器及稳流补偿器中的特殊装置动作，抑制负压产生，保证城市管网不受影响，此时系统不处于叠压供水态。这种供水方式的主要优势是与自来水管道直接串联，充分利用室外市政给水管网的水压，可以减少水泵的扬程，自来水压力能满足供水要求时，通过设备的旁通管，直接由自来水供水，设备停止工作，节能效果明显；设备运行费用低，经济效果明显；调蓄水量小，基本不存在二次供水污染。传统的二次加压供水方式停电即停水，无负压管网增压稳流给水设备停电时可通过旁通管，直接利用自来水压力部分供水。
2二次加压供水余压利用节能系统
本文的是一种融合传统二次加压供水和无负压供水优点的新型二次加压供水方式，此设备供水示意图见图3。
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图3改造后供水系统示意图
2.1余压利用器原理
余压利用器安装在泵的吸水管路上，通过余压利用器的安装，可以使市政管网中的水直接进入余压利用器，提高水泵进口压力，在泵站出水压力和流量不变的情况下，变频泵将随着进水压力的升高而转速下降，使泵的工作扬程减小，能耗降低，达到节能目的，其工作方式是通过余压利用器的独特水力分配方式，当用水高峰时泵站进水量小于泵站出水量时，泵站出水由泵站进水量和水池出水量两部分来水通过余压利用器共同供给，这时水池出水，水池水位下降，当泵站进水量大于泵站出水量时，泵站进水通过余压利用器一部分供给泵站出水，另一部分回到水池，这时水池进水，水池水位上升，通过如此往复循环可以防止水池中形成死水区，并降低二次污染，同时余压利用器的利用可通过水力控制起到减小水池调节容积目的，降低水池初期投资，而不需耗费任何电能。
2.2余压改造方案
管网余压利用技术的实现是通过对加压泵站原输配水管路方案进行改造而是实现的，该改造方案是从加压泵站来水管上引一条支管与加压泵吸水管连接，如图4所示。
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1-泵站来水管；2-水池进水备用管；3-水池进水备用阀；4-余压利用进水管；5-余压利用中间阀；6-压力表2；7-压力表3；8-水池出水阀；9-压力表4；10-加压泵吸水管阀；11-加压泵；12-泵站出水管；13-泵站出水阀；14-水池进水管；15-水池进水阀
图4余压利用改造系统图
通过调节泵站的进水阀，水池出水阀和支管上的中间阀来实现水力分配，既可以利用管网余压，又可以避免水泵直抽管网水而造成周围市政管网压力下降过多的问题。改造后市政管网中的水将直接进入加压泵，提高了水泵进口压力，在泵站出水压力和流量不变的情况下，变频泵将根据进水压力来调节转速，进水压力升高使泵的工作扬程减小，转速下降，能耗降低，达到节能目的。如果是新建加压泵站，该改造方案可在泵站设计时减小水池容积，降低了工程投资。
结束语
综上所述，余压利用系统有助于稳定市政管网的压力，由于系统是直接向用户供给自来水管网来水，能够提高供水水质，但对水池中水的利用率降低，不利于水箱水的循环。应用余压利用系统对二次加压泵站进行改造，能够充分利用泵站的原有设施，改造成本低，改造后节能效果好，可以在各个需要二次增压供水的住宅、工厂、单位进行推广。
参考文献：
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