供水设备升级改造方案

改造前言

　　90年代开始，我国城市化进程取得了突飞猛进的发展。城市人口的迅速增加以及各种其他用水设施的增加，而市政管网压力始终有限，难以满足正常高楼的各种用水需求，二次增压供水又成为城市化进程的新难题。从开始至今，供

　　水设备经历了三次变革。传统**代供水设备采用高位水塔，水箱，凭借高于实际用水高度的落差势能，自上而下式供水，既耗能又污染水质并增加减租成本。第二代气压式一用一备单泵运行，自下而上供水，较**代供水有了质的飞

　　跃。节省了水塔和水箱，不管是在压力稳定性还是水量上都比**代水塔供水**很多。但水泵启动时为满负荷**功率运行，对管件和电网冲击很大，同时占地面积也非常大，尽管水质和**代供水设备相比，水质污染程度有所降低，但总体来说不容乐观。另外设备噪音大、检修率高也是第二代存在的普遍问题。在各大厂家努力下，近些年来第三代变频供水设备应运而生，该设备是以变频器、可编程控制器为核心，采用多台小泵稳压供水，具有压力恒定、节能(用电量随用水量变化而变化，该设备还可以利用市政管网自身压力，采取差多少补多少，直接起到了节能的作用)、不污染水质(无水箱)、噪音低、全自动运行、占地面积小等特点。随着人们对生活水平要求和节能意识的提高新一代第三代智能变频供水设备逐渐得到了普及，必将成为未来几年的主流供水设备。

方案原理

　　新一代管网叠压无负压变频供水设备，该设备是直接自来水管网直接连接，按设定方式直接二次加压供水并且不会对自来水管网产生负压。主要有由水泵机组、无负压稳流罐、变频供水控制柜(高集成可编程控制器)、阀门、仪表、管路、设备底座等组成。正常投入使用时，市政管网的水进入无负压稳流罐，罐内的空气从排气阀大量排出，当空气排完时，阀内浮球被水浮起，传动塞头至关闭位置，慢慢关闭排气口，停止排气，防止出水，当稳流罐内水流正常输送时，如有少量空气聚集在罐内到相当程度，罐内水位下降，浮球随之下降，此时空气则有排气孔排出，从而起到对管网和稳流罐无负压的作用。当市政管网供水量不足时，市政进水管管内水流空时，或稳流罐内水压低于大气压时，稳流罐内水位下降，浮球随之下降，带动塞头开启，吸入空气，使稳流罐内保持大气压力，不对市政管网产生负压。当深夜用水量较少时，机组无需开机，市政管网的水通过旁通管直接供给用户使用。当市政管网停水时，稳流罐内的水位逐渐下降，当降至**水位时，稳流罐上的液位计发出停机信号，设备自动停止运行并显示缺水保护信号。若遇到停电或机组故障，自动切换到旁通管由市政管网直接对用户加压供水。 

方案优点

　　1、节省投资：无需修建蓄水池或屋顶水箱，采用叠压供水，减小设备初期投入。因此，与普通无塔供水设备相比，可节省50%左右的投资。

　　2、高效节能，运行成本低：可充分利用市政管网供水压力，差多少、补多少、不产生负压、与传统供水设备相比可节能30%—90%。停电也可维持市政管网水压供水。

　　3、智能化程度高，操作简单，节省人力：该设备由全自动智能化控制器控制，自行根据用户的用水量和管网的自来水压力进行调节，实行无人值守。并且采用人机界面(文本、数字)显示，使客户更加直观的看到设备的运行状况。

　　4、环保卫生:设备全封闭运行，**消除水源二次污染。

　　5、保护功能齐全：具有完**过载、短路、过压、欠压、缺相、过流、水源缺水等自动保护功能。在异常情况下能进行信号报警、自检、故障判断等。

　　6、延长设备的使用寿命：对多台泵组均能可靠的实现软启动，使电网和管网免冲击，延长了水泵及电机的使用寿命。

　　7、占地少安装方便：整套设备只有一组供水控制柜、无负压稳流罐和水泵机组三部分，安装非常简单方便。

效果分析

　　1、节能分析

　　商务型和豪华型无负压供水设备可充分利用自来水管网原有的压力，在此基础上差多少，补多少。锁市政管网自来水水平均供水压力为0.25Mpa，水流进入地下室供水设备自来水压力约有0.3 Mpa.在充分利用自来水压力后，综合节能大约在40%左右，照此计算，加压部分**高日用水量按600m3计算，

　　节能分析如下：水泵电耗：W =γQ H /η

　　式中：γ—— 水的容重，9.8kN/m3 ; Q —— 流量， m3/s ;

　　H —— 水被提升的高度，m ; η—— 水泵机组的效率。

　　水泵机组的效率为η=η泵×η传×η电=0.82×0.95×0.9=0.70

　　其中：η泵为水泵效率;η传为传动效率;η电为电机效率。

　　结论：采用无负压供水方式与传统气压式水池供水方式相比，每天可节省水泵耗电为:W2=9.8kN/m3×960m3×30m/(3600×0.70)≈112Kw•h。

　　每度电费按照0.9元计，每年可节省电费约：112Kw•h×0.9元/ Kw•h×365≈3.68万元。

　　2、清洗费用

　　按国家有关规定，供水设备水池每年需清洗四次以上，需要大量的人力物力，造成不必要的资源浪费，清洗一次还需停水半天，给生活带来不便。若选用无水池型供水设备可节省清洗费用约1.2万元/年;

　　3、其他费用

　　管网叠压无负压供水设备采用全自动运行，不需专人值守，在系统设定的供水压力下，全智能运行，水泵自动切换，设备质量可靠，维护管理运行极为简单方便。仅此一项便可节省维护费用1.20万元/年+人工费用2.40万元/年=3.6万元/年。

　　4、其他分析

　　环保方面：可以杜绝污染，保障供水的安全。防止鼠、蚊虫以及防止有人投毒破坏。

　　节水方面：采用无负压供水设备采用全密闭结构系统，**防治了有水池水箱的跑、冒、滴、漏等浪费水资源的现象，同时也节省了定期清洗而造成对水资源的浪费。通过对8个地区105家用户进行比较，节水可达5%-13%以上，这样无形中又节省了投资成本。

老式供水系统投资分析

　　1、施工及设备清单

　　①、1个不锈钢水箱容积共45立方;

　　②、1套变频供水设备;

　　③、1套消毒设备;(按照规范)

　　④、水箱配套设施;

　　2、设备投资分析

　　⑴、水箱价格按1500元/m3估算按照国家标准生活水箱需SUS304不锈钢，则水箱需投资约1500元/m3×150m3=22.5万元;

　　⑵、因自来水水质二次污染而加设紫外线臭氧一体化消毒设备，需投资消毒设备1套，总费用约3万元;

　　⑶、如采用1套变频给水设备，按照中档配置，设备投资大约在30万元以上;

　　⑷、可以省掉水箱浮球阀及配套阀门，包括管道及施工费用，总计约2.5万元。同时省掉浮球阀杜绝了跑水现象;

　　3、施工投资分析

　　原设计供水方案设有水箱，相应地增加了供水系统中管路的复杂性和安装维护的不方便性，因为水箱需设有浮球阀、溢水，泄水管等复杂的管路系统。而采用无负压供水方案中减少了水箱等主要构筑物，简化了供水系统的设计和安装，并且大大缩短了安装工期。