CN111236355B - 一种自来水管网加压优化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种自来水管网加压优化的方法，供水站通过控制系统将水源处输出总压力设置为P0n，将输出总压力P0n分成N个等级的数值，将不同等级的输出总压力P0n分别进行输入,通过对各段的实际静水压Psn、各段管网实际需要的静水压Pxn和各段管网所能承受的静水压Pcn进行处理计算，得到最适供水压力。本发明实施例提供一种自来水管网加压优化的方法，以解决现有技术中由于供水压力过大造成爆管、漏点流量过大或压力过小影响居民正常用水的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及城市供水技术领域，具体涉及一种自来水加压优化的方法。
背景技术
当今社会，政府对自来水管网的供水压力有标准要求，因为管网材质不同，可能为塑料或钢材，因此管网能承受的压力也不相同。如果水源处供水压力太大，管网承受的压力过大，易造成爆管损坏，漏点流量加大，造成水资源严重浪费；如果水源处供水压力过小，则会使某些管段得不到充分的用水供应，影响用户正常使用。因此，需要一种可以找到最适供水压力的方法，目标就是尽量减小供水总压力，寻找处薄弱段并加以控制(控制点)，减小薄弱段漏点的泄漏量，同时还能满足用户使用要求。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种来水加压优化的方法，以解决现有技术中由于供水压力过大造成爆管、漏点流量过大或压力过小影响居民正常用水的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例公开了一种自来水管网加压优化的方法，包括以下步骤：
S1，供水站通过控制系统将水源处输出总压力设置为P0n，将输出总压力P0n分成N个等级的数值，将不同等级的输出总压力P0n分别进行输入；
S2，通过各段对应的监测站对各段管网的实际静水压进行检测，各段的实际静水压设置为Psn；
S3，测得的各段的实际静水压Psn，通过无线传输模块传输到控制系统中；
S4，通过国家或地方标准可以得出各段管网实际需要的静水压Pxn，并将各段的实际需要的静水压Pxn传输到控制系统中进行储存；
S5，控制系统通过对各段实际测得的静水压Psn与实际需要的静水压Pxn进行比对；Psn大于Pxn，Psn直接进入下一步骤进行检测；Psn不大于Pxn，控制系统控制水源处输出总压力P0n加大，使各段实际测得的静水压Psn大于Pxn，再将符合的Psn输出到下一步骤进行检测；
S6，通过各段管网设计参数计算得出各段管网所能承受的静水压Pcn，并将各段管网所能承受的静水压Pcn传输到控制系统中进行储存；
S7，将S5中输出的各段实际测得的静水压Psn与各段管网所能承受的静水压Pcn进行比较；Psn大于Pcn，直接将Psn输入到下一步骤；Psn不小于Pcn，控制系统控制水源处输出总压力P0n减小，使Psn小于Pcn，之后降压后取得的Psn进入下一步骤；
S8，假设自来水管网存在m个单一泄漏点，然后计算出每个泄漏点的水压Plm，并找出其中Plm最小的漏点；
S9，段管网的压力差为ΔPs，ΔPs不小于各段管网的压力差安全阈值ΔPn，控制系统控制水源处输出总压力P0n减小，使ΔPs小于安全阈值ΔPn，之后选定数值最小的ΔPs对应段的网管为漏点监测点；；
S10，对水源处输出总压力P0n和每个漏点的水压Plm排序，获得最小的P0n值和Plm值。
进一步地，还包括步骤S11，对所有等级的水源处输出总压力P0n进行检测判断，如果所有等级的水源处输出总压力P0n均完成计算，则控制系统停止检测；如果有P0n未完成计算，则提高水源处输出总压力P0n的等级重新输入运行计算。
进一步地，在S8中，通过仿真计算得到泄漏点的总水压Plm。
进一步地，各段管网均设置有报警装置，当管网的压力差ΔPs小于设定的安全阈值ΔPn时，报警装置进行报警，并将报警信号传输到控制系统中。
进一步地，各段管网的压力差ΔPs＝Pcn-Psn，ΔPs数值越小管网的爆管概率越大，因此，最小ΔPs处的管网为首选控制点。
进一步地，各段管网通过压力检测装置进行水压监测，压力检测选用压力传感器，所述压力传感器与无线传输模块相连，所述压力传感器中的数据经无线传输模块传输到控制系统中。
进一步地，在水源处输出总压力为P0n时，各段管网实际需要的静水压Pxn<各段管网实际测得的静水压Psn<各段管网所能承受的静水压Pcn。
进一步地，各段管网的监测站通过虚拟专用网络与控制系统相连。
本发明实施例具有如下优点：
本发明通过一种自来水管网加压优化的方法找到最适供水压力，尽量减小供水总压力，寻找处薄弱段并加以控制(控制点)，减小薄弱段漏点的泄漏量，同时还能满足用户使用要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的一种自来水管网加压优化的方法；
图2为本发明实施例提供的给水管网的示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种自来水管网加压优化的方法，其步骤如下：
S1，供水站通过控制系统将水源处输出总压力设置为P0n，将输出总压力P0n通过黄金分割法分成N个等级的数值，将不同等级的输出总压力P0n分别进行输入，最终得到最适供水压力；
S2，通过各段对应的监测站对各段管网的实际静水压进行检测，各段的实际静水压设置为Psn；
S3，测得的各段的实际静水压Psn，通过无线传输模块传输到控制系统中；
S4，通过国家或地方标准可以得出各段管网实际需要的静水压Pxn，并将各段的实际需要的静水压Pxn传输到控制系统中进行储存；
S5，控制系统通过对各段实际测得的静水压Psn与实际需要的静水压Pxn进行比对；Psn大于Pxn，Psn直接进入下一步骤进行检测；Psn不大于Pxn，控制系统控制水源处输出总压力P0n加大，使各段实际测得的静水压Psn大于Pxn，再将符合的Psn输出到下一步骤进行检测；
S6，通过各段管网设计参数计算得出各段管网所能承受的静水压Pcn，并将各段管网所能承受的静水压Pcn传输到控制系统中进行储存；
S7，将S5中输出的各段实际测得的静水压Psn与各段管网所能承受的静水压Pcn进行比较；Psn大于Pcn，直接将Psn输入到下一步骤；Psn不小于Pcn，控制系统控制水源处输出总压力P0n减小，使Psn小于Pcn，之后降压后取得的Psn进入下一步骤；
S8，假设自来水管网存在m个单一泄漏点，然后计算出每个泄漏点的水压Plm，并找出其中Plm最小的漏点，泄漏点的总水压Plm可以通过仿真计算得到；
S9，各段管网的压力差为ΔPs，ΔPs不小于各段管网的压力差安全阈值ΔPn，控制系统控制水源处输出总压力P0n减小，使ΔPs小于安全阈值ΔPn，之后选定数值最小的ΔPs对应段的网管为漏点监测点；
S10，对水源处输出总压力P0n和每个漏点的水压Plm排序，获得最小的P0n值和Plm值；
步骤S11，对所有等级的水源处输出总压力P0n进行检测判断，如果所有等级的水源处输出总压力P0n均完成计算，则控制系统停止检测；如果有P0n未完成计算，则提高水源处输出总压力P0n的等级重新输入运行计算。
本发明实施例通过以上步骤计算得到最小水源处输出总压力P0n，并计算得到各段管网的压力差ΔPs，得到压力差最小的薄弱段加以控制，减小薄弱段漏点的泄漏量，使泄漏点的水压Plm处于最小值。各段管网实际需要的静水压Pxn处于最小值，且能满足用户的实际需求。
各段管网的监测站均设置有报警装置，当管网的压力差ΔPs小于设定的安全阈值ΔPn＝30000Pa时，报警装置进行报警，并将报警信号传输通过无线传输模块传输到控制系统中。
各段管网的压力差ΔPs＝Pcn-Psn，ΔPs数值越小越危险，管网的爆管概率越大，因此，ΔPs最小处的管网为首选控制段。
各段管网通过压力检测装置进行水压监测，压力检测选用压力传感器，所述压力传感器与无线传输模块相连，所述压力传感器中的数据经无线传输模块传输到控制系统中。
在水源处输出总压力P0n相同时，各段管网实际需要的静水压Pxn<各段管网实际测得的静水压Psn<各段管网所能承受的静水压Pcn；各段管网实际需要的静水压Pxn∈[Pxmin，Pxmax]；水源处输出的总压力P0n∈[P0min,P0max]；。目前，供水住宅要求水源处输出总压力不大于350000Pa，但管网末梢的水压要大于140000Pa。
各段管网的监测站通过虚拟专用网络(VPN)与控制系统相连，并通过虚拟专用网络将各段的实际静水压设置为Psn无线传输到控制系统中进行处理计算。
本发明实施例通过分级升压的方法，每升一级检查各段管网，监控薄弱段管网的压力，系统无异常现象再继续升压，水源处输出总压力P0n从小到大输入，P01,P02,…，P0n,确定合适的水源处供水总压力，保持自来水各段管网水压在其能承受的范围，寻找管网的薄弱段，即使存在漏点，也使漏点处的流量最小。
实施例：
如图2所示，为一个具有四段供水管路的管网，1号出水口的所需压力Px1＝140000Pa，能承受压力Pc1＝200000Pa，压力差安全阈值ΔP1＝30000Pa；2号出水口的所需压力Px2＝140000Pa，能承受压力Pc2＝200000Pa，压力差安全阈值ΔP2＝30000Pa；3号出水口的所需压力Px3＝140000Pa，能承受压力Pc3＝200000Pa，压力差安全阈值ΔP3＝30000Pa；4号出水口的所需压力Px4＝140000Pa，能承受压力Pc4＝200000Pa，压力差安全阈值ΔP4＝30000Pa。
当水源处输出总压力P0n＝150000Pa时，假设不存在漏点，1号段实际静水压Ps1＝150000Pa，2号段实际静水压Ps2＝139235Pa，3号段实际静水压Ps3＝135344Pa，4号段实际静水压Ps4＝158464Pa；2号段与3号段的实际静水压低于2号段与3号段所需压力，水源处输出总压力P0n＝150000Pa小于实际压力要求。
当水源处输出总压力P0n＝160000Pa时，假设不存在漏点，1号段实际静水压Ps1＝160000Pa，压力差ΔPs1＝40000Pa；2号段实际静水压Ps2＝149205Pa，压力差ΔPs2＝50795Pa；3号段实际静水压Ps3＝145344Pa，压力差ΔPs3＝54656Pa；4号段实际静水压Ps4＝168464Pa，压力差ΔPs4＝31536Pa；各段管网压力符合要求。假设仅存在1号出水口为漏点，1号段泄漏点水压Pl1＝129631Pa；2号段泄漏点水压Pl2＝146168Pa，压力差ΔPs2＝53832Pa；3号段泄漏点水压Pl3＝142877Pa，压力差ΔPs3＝57123Pa；4号段泄漏点水压Pl4＝164246Pa，压力差ΔPs4＝35754Pa；除泄漏点外各段管网压力均符合要求。假设仅存在2号出水口为漏点，1号段泄漏点水压Pl1＝158832Pa，压力差ΔPs1＝40000Pa；2号段泄漏点水压Pl2＝90792Pa；3号段泄漏点水压Pl3＝143379Pa，压力差ΔPs3＝54656Pa；4号段泄漏点水压Pl4＝167359Pa，压力差ΔPs4＝31536Pa；除泄漏点外各段管网压力均符合要求。假设仅存在3号出水口为漏点，1号段泄漏点水压Pl1＝156343Pa，压力差ΔPs1＝43657Pa；2号段泄漏点水压Pl2＝145599Pa，压力差ΔPs2＝54401Pa；3号段泄漏点水压Pl3＝71855Pa；4号段泄漏点水压Pl4＝164717Pa，压力差ΔPs4＝35283Pa；除泄漏点外各段管网压力均符合要求。假设仅存在4号出水口为漏点，1号段泄漏点水压Pl1＝155747Pa，压力差ΔPs1＝44253Pa；2号段泄漏点水压Pl2＝146756Pa，压力差ΔPs2＝53244Pa；3号段泄漏点水压Pl3＝143411Pa，压力差ΔPs3＝56589Pa；4号段泄漏点水压Pl4＝107802Pa；除泄漏点外各段管网压力均符合要求。因此，水源处输出总压力P0n＝160000Pa为合适的水源处供水总压力。
当水源处输出总压力P0n＝170000Pa时，假设不存在漏点，1号段实际静水压Ps1＝170000Pa，压力差ΔPs1＝30000Pa；2号段实际静水压Ps2＝159205Pa，压力差ΔPs2＝40795Pa；3号段实际静水压Ps3＝155344Pa，压力差ΔPs3＝44656Pa；4号段实际静水压Ps4＝178464Pa，压力差ΔPs4＝21536Pa；4号段管网的压力差低于安全阈值，源处输出总压力P0n＝170000Pa不符合要求。假设仅存在1号出水口为漏点，1号段泄漏点水压Pl1＝155982Pa；2号段泄漏点水压Pl2＝152724Pa，压力差ΔPs2＝47276Pa；3号段泄漏点水压Pl3＝173993Pa，压力差ΔPs3＝26007Pa；4号段泄漏点水压Pl4＝137885Pa，压力差ΔPs4＝62115Pa；3号段管网的压力差低于安全阈值，源处输出总压力P0n＝170000Pa不符合要求。假设仅存在2号出水口为漏点，1号段泄漏点水压Pl1＝168762Pa，压力差ΔPs1＝31238Pa；2号段泄漏点水压Pl2＝97403Pa；3号段泄漏点水压Pl3＝153255Pa，压力差ΔPs3＝46745Pa；4号段泄漏点水压Pl4＝177292Pa，压力差ΔPs4＝22708Pa；4号段管网的压力差低于安全阈值，源处输出总压力P0n＝170000Pa不符合要求。假设仅存在3号出水口为漏点，1号段泄漏点水压Pl1＝166128Pa，压力差ΔPs1＝33872Pa；2号段泄漏点水压Pl2＝177497Pa，压力差ΔPs2＝22503Pa；3号段泄漏点水压Pl3＝77419Pa；4号段泄漏点水压Pl4＝155388Pa，压力差ΔPs4＝44612Pa；2号段管网的压力差低于安全阈值，源处输出总压力P0n＝170000Pa不符合要求。假设仅存在4号出水口为漏点，1号段泄漏点水压Pl1＝167613Pa，压力差ΔPs1＝32387Pa；2号段泄漏点水压Pl2＝156603Pa，压力差ΔPs2＝43397Pa；3号段泄漏点水压Pl3＝153288Pa，压力差ΔPs3＝46712Pa；4号段泄漏点水压Pl4＝114256Pa；除泄漏点外各段管网压力均符合要求。因此，水源处输出总压力P0n＝170000Pa大于实际压力要求。
因此，水源处输出最适总压力P0n＝160000Pa，可以保持自来水各段管网水压在其能承受的范围，即使存在漏点，也使漏点处的流量最小。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种自来水管网加压优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，供水站通过控制系统将水源处输出总压力设置为P0n，将输出总压力P0n分成N个等级的数值，将不同等级的输出总压力P0n分别进行输入；
S2，通过各段对应的监测站对各段管网的实际静水压进行检测，各段的实际静水压设置为Psn；
S3，测得的各段的实际静水压Psn，通过无线传输模块传输到控制系统中；
S4，通过国家或地方标准可以得出各段管网实际需要的静水压Pxn，并将各段的实际需要的静水压Pxn传输到控制系统中进行储存；
S5，控制系统通过对各段实际测得的静水压Psn与实际需要的静水压Pxn进行比对；Psn大于Pxn，Psn直接进入下一步骤进行检测；Psn不大于Pxn，控制系统控制水源处输出总压力P0n加大，使各段实际测得的静水压Psn大于Pxn，再将符合的Psn输出到下一步骤进行检测；
S6，通过各段管网设计参数计算得出各段管网所能承受的静水压Pcn，并将各段管网所能承受的静水压Pcn传输到控制系统中进行储存；
S7，将S5中输出的各段实际测得的静水压Psn与各段管网所能承受的静水压Pcn进行比较；Psn大于Pcn，直接将Psn输入到下一步骤；Psn不小于Pcn，控制系统控制水源处输出总压力P0n减小，使Psn小于Pcn，之后降压后取得的Psn进入下一步骤；
S8，假设管网存在m个单一泄漏点，然后计算出每个泄漏点的水压Plm，并找出其中Plm最小的漏点；
S9，各段管网的压力差为ΔPs，ΔPs不小于各段管网设定的压力差安全阈值ΔPn，控制系统控制水源处输出总压力P0n减小，使ΔPs小于安全阈值ΔPn，之后选定数值最小的ΔPs对应段的网管为漏点监测点；
S10，对水源处输出总压力P0n和每个漏点的水压Plm排序，获得最小的P0n值和Plm值；
各段管网的压力差ΔPs＝Pcn-Psn，ΔPs数值越小管网的爆管概率越大，因此，最小ΔPs处的管网为首选控制点；
步骤S11，对所有等级的水源处输出总压力P0n进行检测判断，如果所有等级的水源处输出总压力P0n均完成计算，则控制系统停止检测；如果有P0n未完成计算，则提高水源处输出总压力P0n的等级重新输入运行计算，水源处输出总压力P0n从小到大输入，P01,P02,…，P0n。
2.根据权利要求1所述的一种自来水管网加压优化的方法，其特征在于：在S8中，通过仿真计算得到泄漏点的总水压Plm。
3.根据权利要求1所述的一种自来水管网加压优化的方法，其特征在于：各段管网均设置有报警装置，当管网的压力差ΔPs小于设定的安全阈值ΔPn时，报警装置进行报警，并将报警信号传输到控制系统中。
4.根据权利要求1所述的一种自来水管网加压优化的方法，其特征在于：各段管网通过压力检测装置进行水压监测，压力检测选用压力传感器，所述压力传感器与无线传输模块相连，所述压力传感器中的数据经无线传输模块传输到控制系统中。
5.根据权利要求1所述的一种自来水管网加压优化的方法，其特征在于：在水源处输出总压力为P0n时，各段管网实际需要的静水压Pxn<各段管网实际测得的静水压Psn<各段管网所能承受的静水压Pcn。
6.根据权利要求1所述的一种自来水管网加压优化的方法，其特征在于：各段管网的监测站通过虚拟专用网络与控制系统相连。
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