[發明專利]一種節能型自來水二次加壓供水方法和裝置

有效

• 申請號: 201110368071.3
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102493529A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張新喜;潘芳慧;汪明明;丁磊
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: E03B7/07
• 分類號: E03B7/07;E03B11/12;E03B11/16;E03B5/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于自來水管網加壓供水領域，具體涉及一種節能型自來水加壓供水的方法和裝置。

背景技術

目前，一般供水企業為保證城市主管網正常供水不受加壓泵站影響，不允許加壓泵站直接從主管網上抽水，而是采用“主管網→浮球閥→貯水池→加壓泵→加壓管網”的工藝，即先將自來水放進蓄水池，再加壓提升。這種加壓工藝優點是不直接從管網上抽水，通過限制貯水池浮球閥口徑限制補水流量，不會導致附近管網壓力大幅降低，影響附近用戶正常用水。其缺點是主管網來水經過浮球閥放入貯水池后，原有壓頭全部損失，需要靠加壓泵重新升壓，即先通過地下建貯水池等構筑物蓄水，再利用加壓泵進行加壓，來提高下一級供水管網壓力。這樣，原來有壓力的水進入貯水池后變成了零，然后從零開始加壓，造成大量的電力能源浪費。若按一般供水壓力0.28MPa、加壓管網總阻損0.10MPa計算時，其能量投入產出比為4:1，能量利用率太低。

現在市場上流行的供水設備，有無負壓變頻供水設備，無塔變頻供水設備，雙模變頻供水設備，家用一體式供水設備，氣壓式供水設備等，這些設備主要存在的問題如下：

1）調節罐的有效調節容量有限，只適用于大中型用戶；

2）無負壓供水方式仍然會對附近管網用戶產生負面影響，供水公司不接受；

3）管網壓力低，調節容量不足時不能保證供水；

4）水泵工作范圍大，不能在高效區運行；

5）調壓罐工作壓力范圍大，無效壓頭大，能耗高、效率低。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種節能型、對主管網影響小的自來水二次加壓供水方法以及實現該方法的裝置。

為解決以上技術問題，本發明自來水二次加壓供水方法的技術方案是：

從主管網上接出兩路管道，第一路直接通過加壓泵向加壓管網供水，由主管網和加壓管網末端壓力控制其優先直接調速加壓供水，第二路直接向水塔補水，再通過加壓泵向加壓管網供水，由水塔水位和加壓管網末端壓力控制其調速供水，其中水塔的相對標高按主管網最低可接受壓力設計，全過程由PLC控制器自動控制。

實現上述自來水二次加壓供水方法的裝置，包括自來水主管網、加壓管網、加壓泵、水塔、水壓傳感器和PLC控制器，其中，主管網分別與主管網壓力傳感器和水塔相連，所述主管網壓力傳感器通過直供變頻加壓泵與加壓管網連接，所述水塔依次通過水塔變頻加壓泵、加壓管網起端壓力傳感器與加壓管網連接，所述加壓管網連接加壓管網末端壓力傳感器，所述水塔內設置水位傳感器和水塔浮球閥，在水塔進水管上設置止回閥，以防水流倒灌回主管網。

作為一種改進，所述直供變頻加壓泵另接一支路經電動閥與水塔相連，以便在主管網壓力低于水塔浮球閥高度時由PLC控制器控制電動閥自動打開補水。

本發明中PLC控制器通過接收主管網、加壓管網最不利點和水塔水位傳感器信號，依據上述信號邏輯關系，控制變頻泵轉速。

本發明是從主管網上接出兩路管道，第一路直接經變頻加壓泵向加壓管網供水，也可向水塔補水；第二路直接向水塔補水，再經水塔變頻泵向加壓管網供水。優先利用主管網末端富裕水頭，通過直供變頻加壓泵，直接向加壓管網進行供水。由主管網上壓力傳感器來的信號值和加壓管網最不利點壓力值，通過PLC處理后控制直供變頻加壓泵3的轉速，在主管網的壓力低限上（可接受最低壓力）和加壓管網最不利點壓頭上限內，進行自動調速運行。

水塔高度按接管點處可接受最低壓力設計，充分利用該壓頭勢能，再加壓供水。替代傳統的先泄壓蓄水，再加壓上塔，最后重力自流向加壓管網供水的方式。加壓泵后移，減少一級清水池，水塔高度低，對主管網無干擾。水塔變頻加壓泵的轉速由加壓管網最不利點壓頭值，經PLC處理后按直供泵與加壓泵供水量比值系數自動控制，比值系數大小，由24小時水塔低限發生次數和延續時間確定，以保證水塔水位每天觸及一次最低水位。

當主管網富裕能力不能滿足加壓管網供水要求時，可臨時或在主管網用水低峰時段，可調低主管網的壓力低限設定值，自動開啟電動閥，在向加壓管網供水的同時向水塔補水，增加總供水能力。

本發明與現有技術相比，具有以下技術效果：

1）提供了一種節能型自來水加壓方法和裝置，充分利用主管網水頭能量，大幅度降低能量損耗，將主管網中水的能量利用率由25%提高到95%左右。

2）降低了水塔設置高度，通過兩組變頻加壓泵，從主管網至加壓管網進行兩路加壓供水，可以始終保持主管網的最低供水壓力，又維持了加壓管網水壓的穩定，大幅度降低加壓泵的揚程。