一体化预制泵站在二次供水工程中的应用

2020-08-07 16:23:53

       一体化预制泵站具有占地小、施工周期短、系统集成度高等特点,目前在市政排水工 程中得到了较多应用,而在给水工程中的应用还不多。为此,深圳市金诚世纪环保设备有限公司生产了供水一体化预制泵站,这体现了一体化预制泵站在二次供水工程中的应用。

一、供水一体化预制泵站概述 

用于二次供水工程的一体化预制泵站由泵站筒体、增压机组系统、管阀系统、通信控制系统、安全报警系统、通风散热系统、排水系统等部分组成,具有占地面积小、施工周期短、系统集成度高等特点。

对于新建二次供水工程,一体化预制泵站的应用可有效减少地下空间的占用,一定程度上缓解停车车位不足的问题。绿化地埋式的解决方案,减小了设备噪音给住户带来的影响,避免了不必要的纠纷。对于老旧小区二次供水系统改造而言,一体化预制泵站解决了部分老旧小区未预留泵房的问题,此外老旧建筑隔音效果差、对噪音较为敏感的问题也可以得到解决。

根据用户用水特性和进水压力特性的不同,可以配置数字集成变频水泵、全变频泵组、单变频泵组和工频泵组等。根据前端市政供水管网的条件不同,可以考虑设置前置水箱、前置井筒,也可以配置稳流罐或放大吸水母管后直接抽吸。根据应用工况不同,泵站可以配置多级立式离心泵泵组、管中泵泵组、深井潜水泵泵组等。

二、机组形式的选择 

多级立式离心泵泵组是最常用的二次供水增压泵组,具有广泛的适用性。直径为3.8 m 

的玻璃钢井筒,可同时安装4台单泵流量为120m3 /h的水泵机组。多级立式离心泵采用干式安装,风冷散热,因此一体化预制泵站必须考虑强制通风措施,以确保散热正常。泵站筒体的工作环境温度宜为-20~40℃,相对湿度宜为25%~85%。

管中泵泵组具有静音、高效、不惧水淹的特点,因此非常适用于对静音要求高的项目。当采用叠压供水形式时,管中泵可竖向直立安装在井筒中,安装空间极为节省。由于管中泵采用水冷方式,泵站内无需考虑散热,仅采用通风管常规通风即可。对于选址标高较低、存在雨水淹没风险的泵站,管中泵泵组不惧水淹的特性具有较大优势。此外,管中泵单泵流量可达215 m3/ h,具有更为广泛的流量和扬程覆盖范围,对大型社区供水具有更强的适应性。

对于不宜采用叠压抽吸的泵站,也可以采用深井潜水泵湿式安装于井筒的形式,由于水泵起泵时最高一级叶轮需要淹没,可考虑卧式安装于井筒内,但水泵长度与安装空间需要进一步校核。如采用竖向直立安装,则泵站深度较深。

三、叠压泵站的选用原则 

与传统二次供水设备选用一样,一体化预制泵站也有叠压和前置水池两种应用形式。 

近年来,为了规范叠压供水设备的使用,行业主管部门和各地水司针对这一问题制定了相应的规定,包 括《管网叠压供水技术规程》( CECS 221: 2007) 、北京市自来水集团出台的《关于二次供水安装使用无负压加压供水设备的暂行规定》( 京水客字[2005]135 号) 、天津市建委出台的《天津市管网叠压供水技术规程》( J 110016—2007) 、深圳市水务局出台的《关于在市政供水管网中使用无负压加压供水设施有关事项的通知》等。上述规定对叠压供水系统的供水量、接入市政管网的口径、接入设备进水管的口径、市政管网的最低压力等做了要求。

通常而言,要求外接市政供水管的管径≥300 mm,叠压设备进水管应比供水干管小二级或以上,或不大于供水干管过水面积的 1 /3,叠压设备进水管管径/供水管网管径也可按不大于65/100、80/150、100/200、150/300、200/350、250/400 mm 来选用。所处地区管网压力应大于或等于0.22MPa。 

市政外网管径和压力稳定性是判断叠压系统适用性的基础信息,也是比较简单、直观的参考依据,除此之外还可以结合城市供水系统工作能力、供水区域安全保障率等因素综合考虑。对于应用环境相对复杂、抽吸流量相对较大的叠压机组,应结合管网水力模型进行可行性分析,实现更为准确的量化模拟分析。

四、机组选型原则 

水泵的工况点取决于进水压力、出水流量和水泵特性曲线三个方面。小区二次供水设备的选型往往按设计秒流量确定设备系统流量,而较少考虑管网压力波动、近远期流量变化、用户的实际用水特性等实际因素,因此经常出现水泵实际运行工况点大幅偏离设计工况点、系统运行效率大幅下降的情况,在实际工程设计中建议采用全变频多泵并联的配泵方案。以变频泵高效调速范围在 0.7~1.0 考虑,当泵组按3用1备或4用1备全变频配置时,高效区工作范围占比分别达到 60%和75%。 

对于用户用水规律掌握的比较确切的老旧小区改造项目,可以根据实际用水特性配置多变频或单变频泵组。对于采用高位水箱的供水系统则可以直接选用工频泵组。 

五、集成变频电机的应用 

对于小流量工况占比较大的泵组,除了按多泵全变频配置泵组外,还可以进一步配置集成变频电机。集成变频泵通过将专用的水泵变频器和水泵电机进行集成,有效提高了轻负载工作时的电机效率,尤其适用于小流量工况占比较大的案例。

水泵的工作效率由水泵水力效率、电机效率和变频器效率共同决定,相对而言水泵的水力效率目前已经做得比较成熟,而电机效率则仍有较大的改进空间。根据格兰富 Saver Ⅰ和 Saver Ⅱ电机测试数据,最新一代电机产品其效率已经超过了欧盟IE4 标准,而目前主流水泵电机是以 IE2( 相当于中国能效三级) 作为标配的。即便在轻负载低频运行的工况下,集成变频电机的效率仍然很高,相比传统电机优势明显,尤其适用于二次供水领域小流量工况较多的特点。

 

 

 

 

 


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