CN102493529A - 一种节能型自来水二次加压供水方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型自来水二次加压供水方法和装置。该方法是从自来水主管网上接出两路管道，第一路直接通过加压泵向加压管网供水，由主管网和加压管网末端压力控制其优先直接调速加压供水，第二路直接向水塔补水，再通过加压泵向加压管网供水，由水塔水位和加压管网末端压力控制其调速供水，其中水塔的相对标高按主管网最低可接受压力设计，全过程由PLC控制器自动控制。实现上述方法的装置由自来水主管网、加压管网、加压泵、水塔、水压传感器和PLC控制器组成。本发明充分利用主管网水头能量，大幅度降低能耗，保持主管网的正常供水压力，兼顾加压管网水压的稳定，水塔容量小，系统简单，适用于城镇大中型自来水二次加压供水泵站。

Description

一种节能型自来水二次加压供水方法和装置

技术领域

本发明属于自来水管网加压供水领域，具体涉及一种节能型自来水加压供水的方法和装置。

背景技术

目前，一般供水企业为保证城市主管网正常供水不受加压泵站影响，不允许加压泵站直接从主管网上抽水，而是采用“主管网→浮球阀→贮水池→加压泵→加压管网”的工艺，即先将自来水放进蓄水池，再加压提升。这种加压工艺优点是不直接从管网上抽水，通过限制贮水池浮球阀口径限制补水流量，不会导致附近管网压力大幅降低，影响附近用户正常用水。其缺点是主管网来水经过浮球阀放入贮水池后，原有压头全部损失，需要靠加压泵重新升压，即先通过地下建贮水池等构筑物蓄水，再利用加压泵进行加压，来提高下一级供水管网压力。这样，原来有压力的水进入贮水池后变成了零，然后从零开始加压，造成大量的电力能源浪费。若按一般供水压力0.28MPa、加压管网总阻损0.10MPa计算时，其能量投入产出比为4:1，能量利用率太低。

现在市场上流行的供水设备，有无负压变频供水设备，无塔变频供水设备，双模变频供水设备，家用一体式供水设备，气压式供水设备等，这些设备主要存在的问题如下：

1）调节罐的有效调节容量有限，只适用于大中型用户；

2）无负压供水方式仍然会对附近管网用户产生负面影响，供水公司不接受；

3）管网压力低，调节容量不足时不能保证供水；

4）水泵工作范围大，不能在高效区运行；

5）调压罐工作压力范围大，无效压头大，能耗高、效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种节能型、对主管网影响小的自来水二次加压供水方法以及实现该方法的装置。

为解决以上技术问题，本发明自来水二次加压供水方法的技术方案是：

从主管网上接出两路管道，第一路直接通过加压泵向加压管网供水，由主管网和加压管网末端压力控制其优先直接调速加压供水，第二路直接向水塔补水，再通过加压泵向加压管网供水，由水塔水位和加压管网末端压力控制其调速供水，其中水塔的相对标高按主管网最低可接受压力设计，全过程由PLC控制器自动控制。

实现上述自来水二次加压供水方法的装置，包括自来水主管网、加压管网、加压泵、水塔、水压传感器和PLC控制器，其中，主管网分别与主管网压力传感器和水塔相连，所述主管网压力传感器通过直供变频加压泵与加压管网连接，所述水塔依次通过水塔变频加压泵、加压管网起端压力传感器与加压管网连接，所述加压管网连接加压管网末端压力传感器，所述水塔内设置水位传感器和水塔浮球阀，在水塔进水管上设置止回阀，以防水流倒灌回主管网。

作为一种改进，所述直供变频加压泵另接一支路经电动阀与水塔相连，以便在主管网压力低于水塔浮球阀高度时由PLC控制器控制电动阀自动打开补水。

本发明中PLC控制器通过接收主管网、加压管网最不利点和水塔水位传感器信号，依据上述信号逻辑关系，控制变频泵转速。

本发明是从主管网上接出两路管道，第一路直接经变频加压泵向加压管网供水，也可向水塔补水；第二路直接向水塔补水，再经水塔变频泵向加压管网供水。优先利用主管网末端富裕水头，通过直供变频加压泵，直接向加压管网进行供水。由主管网上压力传感器来的信号值和加压管网最不利点压力值，通过PLC处理后控制直供变频加压泵3的转速，在主管网的压力低限上（可接受最低压力）和加压管网最不利点压头上限内，进行自动调速运行。

水塔高度按接管点处可接受最低压力设计，充分利用该压头势能，再加压供水。替代传统的先泄压蓄水，再加压上塔，最后重力自流向加压管网供水的方式。加压泵后移，减少一级清水池，水塔高度低，对主管网无干扰。水塔变频加压泵的转速由加压管网最不利点压头值，经PLC处理后按直供泵与加压泵供水量比值系数自动控制，比值系数大小，由24小时水塔低限发生次数和延续时间确定，以保证水塔水位每天触及一次最低水位。

当主管网富裕能力不能满足加压管网供水要求时，可临时或在主管网用水低峰时段，可调低主管网的压力低限设定值，自动开启电动阀，在向加压管网供水的同时向水塔补水，增加总供水能力。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

1）提供了一种节能型自来水加压方法和装置，充分利用主管网水头能量，大幅度降低能量损耗，将主管网中水的能量利用率由25%提高到95%左右。

2）降低了水塔设置高度，通过两组变频加压泵，从主管网至加压管网进行两路加压供水，可以始终保持主管网的最低供水压力，又维持了加压管网水压的稳定，大幅度降低加压泵的扬程。

3）也可通过直供变频加压泵向水塔补水，可弥补主管网压力不足时无法满足水塔蓄水调峰要求的缺陷。

4）因直供水不经过水塔调蓄，故水塔容量小，工程造价低；缩短了水力停留时间，有利于维持末端管网的余氯量。可广泛应用于大中型二次加压泵站。

附图说明

图1是本发明的装置示意图。

图中1.主管网，2.主管网压力传感器，3.直供变频加压泵，4.水塔，5.浮球阀，6.PLC控制器，7.水塔变频加压泵，8.加压管网起端压力传感器，9.加压管网，10.加压管网末端压力传感器，11.信号线，12.控制线，13.水位传感器，14.电动阀，15.止回阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明一种节能型自来水二次加压供水的装置，包括自来水主管网1、加压管网9、直供变频加压泵3、水塔变频加压泵7、水塔4、主管网压力传感器2、加压管网起端压力传感器8、加压管网末端压力传感器10以及PLC控制器6，其中，主管网1分别与主管网压力传感器2和水塔4相连，主管网压力传感器2通过直供变频加压泵3与加压管网9连接，水塔4依次通过水塔变频加压泵7 、加压管网起端压力传感器8与加压管网9连接，加压管网9连接加压管网末端压力传感器10，水塔4内设置水位传感器13和水塔浮球阀5，在水塔4进水管上设置止回阀15。

从图1可知，直供变频加压泵3另接一支路经电动阀14与水塔4相连。

以下结合实施例对本发明作进一步的描述。

系统分两路从主管网1向加压管网9供水：第一路从主管网1上直接接直供变频加压泵3，泵前安装压力传感器2，出水管与加压管网9连接，由加压管网末端压力传感器10控制转速。直供变频泵3的进口压力控制在主管网最不利点压力（一般取0.28MPa）以上运行，低于该值，则PLC控制器6发出停机信号，停止直接供水。直供变频泵3转速由主管网1末端压力传感器2和加压管网末端最不利点压力传感器10检测的压力值，经PLC控制器6计算确定，将末端最不利点压力控制在0.28 MPa～（0.28+△P2）MPa之间。当该压力大于（0.28+△P2）MPa时，直供变频加压泵3转速最低，直至停止运行。

第二路水塔进水管与主管网1连接，经止回阀15由塔内浮球阀5根据塔内水位自动进水，塔内设水位传感器13。水塔4出水管后安装水塔变频加压泵，再与加压管网9连接，水塔4的相对标高按主管网该点最不利点压头设计。当主管网压力高于最不利点压头，水塔浮球阀5自动打开补水。水塔变频加压泵7的具体转速，根据加压管网末端压力传感器10检测的压力值，也由PLC计算确定，但其压力控制在0.28 MPa～（0.28+△P1）MPa之间。当该压力小于0.28 MPa，且水塔水位高于最低水位时，由PLC控制器6控制水塔变频加压泵7按工频运行；当该压力大于（0.28+△P1）MPa时，水塔变频加压泵停止运行，由直供变频泵3单独供水。△P1<△P2,其具体大小由压力传感器和变频器的控制精度决定。

直供变频加压泵3另接一路分支管经电动阀14与第二路水塔进水管相接，以便在主管网压力低于水塔进水浮球阀5高度时由PLC控制器6控制电动阀14自动打开补水。在水塔进水管上加装止回阀15，以防水流倒灌回主管网1。

PLC控制器6与主管网压力传感器2、水塔水位传感器13、加压管网起端压力传感器8以及末端压力传感器10相连，接收检测信号，再与直供变频加压泵3、水塔变频加压泵7和电动阀14相连，控制变频泵转速。

Claims (3)

1.一种节能型自来水二次加压供水方法，其特征在于，从自来水主管网上接出两路管道，第一路直接通过加压泵向加压管网供水，由主管网和加压管网末端压力控制其优先直接调速加压供水，第二路直接向水塔补水，再通过加压泵向加压管网供水，由水塔水位和加压管网末端压力控制其调速供水，其中水塔的相对标高按主管网最低可接受压力设计，全过程由PLC控制器自动控制。

2.一种实现权利要求1所述的节能型自来水二次加压供水方法的装置，包括自来水主管网[1]、加压管网[9]、加压泵[3,7]、水塔[4]、压力传感器[2,8,10]和PLC控制器[6]，其特征在于，所述主管网[1]分别与主管网压力传感器[2]和水塔[4]相连，所述主管网压力传感器[2]通过直供变频加压泵[3]与加压管网[9]连接，所述水塔[4]依次通过水塔变频加压泵[7] 、加压管网起端压力传感器[8]与加压管网[9]连接，所述加压管网[9]连接加压管网末端压力传感器[10]，所述水塔[4]内设置水位传感器[13]和水塔浮球阀[5]，在水塔[4]进水管上设置止回阀[15]，以防水流倒灌回主管网[1]。

3.如权利要求2所述的实现节能型自来水二次加压供水方法的装置，其特征在于，所述直供变频加压泵[3]另接一支路经电动阀[14]与水塔[4]相连，以便在主管网[1]压力低于水塔浮球阀[5]高度时由PLC控制器[6]控制电动阀[14]自动打开补水。

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