CN113356309B - 一种给水厂调蓄加压无动力控制节能系统 - Google Patents
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Abstract
一种给水厂调蓄加压无动力控制节能系统，滤池通过消毒池进水管连接消毒池，消毒池通过分流控制井进水管连接分流控制井，分流控制井通过第一吸水井进水管及清水池进水管分别连接吸水井和清水池，清水池通过第二吸水井进水管连接吸水井，吸水井通过送水泵房进水管连接送水泵房，送水泵房内设有水泵，水泵一端连接送水泵房进水管，另一端连接送水泵房出水管。本申请通过改变传统清水池、吸水井、送水泵房串联设计运行方式，设计为清水池与吸水井并联运行方式，由鸭嘴阀或拍门控制，实现无动力自动控制，摒弃电动阀、水位计等测量设施，降低自控要求，有效减少系统运行能耗和运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种给水厂调蓄加压无动力控制节能系统。
背景技术
清水池是给水系统中调节水厂均匀产水和满足用户不均匀用水的调蓄构筑物。现有常规给水厂设计运行，清水池（又叫调蓄池）及送水加压泵站为必要构筑物，通常采用清水池（兼有消毒功能）+吸水井+送水泵房串联方式设计运行。给水厂清水调蓄池容积一般按设计规模的10%~20%选取，并考虑一定的消毒时间（氯消毒时一般为30min）所需容积。由以上原因调蓄池在给水厂设计时占地较大，为了节约用地，调蓄池一般有效水深在5m左右，在串联方式调蓄加压运行时，滤池出水一般跌水进入调蓄池后再加压。存在能量水头浪费，不节能现象。
现有常规给水厂调蓄加压方式为：调蓄池+吸水井+送水加压泵站串联运行方式，主要缺点为滤池出水跌水进入调蓄池，存在水头浪费，跌水再加压浪费电耗，不节能，不经济。另外，常规给水厂设计中，清水送水泵房为了减少建设成本，常常采用减小泵房埋深来实现，使得送水泵不能完全实现各种工况下的自灌吸水，致使每台离心泵需分别设置进水管，还需增设配置真空泵。
发明内容
本发明针对目前给水厂普遍存在：调蓄加压串联运行系统能量浪费问题以及送水泵不能完全实现各种工况下的自灌吸水等问题，提供一种给水厂调蓄加压无动力控制节能系统，将清水池调蓄功能与消毒功能分离，通过关键的无动力控制技术即利用拍门或鸭嘴阀控制吸水井水位高低，实现清水泵高水位启动运行。
具体方案如下：
一种给水厂调蓄加压无动力控制节能系统，包括滤池、消毒池、分流控制井、清水池、吸水井、送水泵房和水泵；滤池通过消毒池进水管连接消毒池，消毒池通过分流控制井进水管连接分流控制井，分流控制井通过第一吸水井进水管及清水池进水管分别连接吸水井和清水池，清水池通过第二吸水井进水管连接吸水井，吸水井通过送水泵房进水管连接送水泵房，送水泵房内设有水泵，水泵一端连接送水泵房进水管，另一端连接送水泵房出水管。
所述第二吸水井进水管末端设置有鸭嘴阀或拍门。
所述给水厂调蓄加压无动力控制节能系统的控制方法包括以下步骤：
（1）经滤池过滤消毒池消毒后的净水，通过分流控制井，先进入容积较小的吸水井，吸水井水位由吸水井最低水位开始抬升；
（2）吸水井水位快速提升，使吸水井内鸭嘴阀或拍门关闭，水位进一步上升抬高，待水位上升至吸水井最高水位时，启动水泵；
（3）当产水量大于实际用水量时，分流进入清水池，吸水井保持水泵高水位运行；此时，清水池水位从清水池池底标高逐步上升至清水池实际运行水位最后过渡到清水池最高水位;
（4）当用水量大于产水量，吸水井水位下降，低于清水池实际运行；
（5）如此反复循环运行，水泵长期处于高水位运行，节约水泵扬程，增大水泵供水量，从而实现给水厂调蓄加压无动力控制。
所述分流控制井为重力分流控制井。利用少量水头落差，使净化术优先进入吸水井。
所述分流控制井采用三通分流控制井。通过分流井出水管标高差实现消毒池后净水优先进入泵站前端吸水井，使吸水井内水位上升，实现自灌吸水，达到水泵启动水位时，启泵加压送水，在产水量大于供水量时维持水泵高水位运行，由此，减小水泵运行扬程，降低水泵运行能耗。
本发明具有如下优点：
1、调蓄池和送水泵站前端吸水井内水位调节控制，由鸭嘴阀或拍门控制，实现无动力自动控制，摒弃电动阀、水位计等测量设施，降低自控要求，有效减少系统运行能耗和运行成本；
2、实现自灌吸水，适当条件下减少送水泵房埋深（传统串联形式必须深埋时才能实现自灌吸水），减少真空泵设置，节约建设成本；
3、产水量大于供水量时保证泵高水位运行，降低水泵运行扬程，节省能耗、经济节能，为实现碳中和目标做出贡献；
4、目前我国大多数给水厂普遍存在调蓄加压串联运行造成能量水头浪费问题，本此创新改造的节能系统，运用前景广阔。
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它的实施附图。
图1为本发明给水厂调蓄加压无动力控制节能系统的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖面图；
图3为分流控制井示意图；
其中：1-滤池；2-消毒池进水管；3-消毒池；4-分流控制井进水管；5-分流控制井；6-第一吸水井进水管；7-清水池进水管；8-清水池；9-第二吸水井进水管；10-鸭嘴阀/拍门；11-吸水井，12-送水泵房进水管，13-送水泵房，14-水泵，15-送水泵房出水管；16-吸水喇叭口；H1-跌水高度；H2-清水池池底标高；H3-清水池运行水位；H4-吸水井最低水位；H5-吸水井最高水位;H6-清水池最高水位。
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。
如图1-2所示，包括滤池1、消毒池3、分流控制井5、清水池8、吸水井11、送水泵房13和水泵14；滤池1通过消毒池进水管2连接消毒池3，消毒池3通过分流控制井进水管4连接分流控制井5，分流控制井5通过第一吸水井进水管6及清水池进水管7分别连接吸水井11和清水池8，清水池8通过第二吸水井进水管9连接吸水井11，吸水井11通过送水泵房进水管12连接送水泵房13，送水泵房13内设有水泵14，水泵14一端连接送水泵房进水管12，另一端连接送水泵房出水管15。
所述第二吸水井进水管末端设置有鸭嘴阀/拍门10。
所述给水厂调蓄加压无动力控制节能系统的控制方法包括以下步骤：
（1）经滤池过滤消毒池消毒后的净水，通过分流控制井5，优先进入容积较小的吸水井11，吸水井11水位由吸水井最低水位H4开始抬升；
（2）吸水井11水位快速提升，迫使吸水井11内鸭嘴阀或拍门10关闭，水位进一步上升抬高，待水位上升至吸水井最高水位H5时，启动水泵14；
（3）当产水量大于实际用水量时，分流进入清水池8，吸水井11保持水泵高水位H5运行；此时，清水池8水位从清水池池底标高H2逐步上升至清水池实际运行水位H3最后过渡到清水池最高水位H6;
（4）当用水量大于产水量，吸水井11水位下降，低于清水池实际运；
（5）如此反复循环运行，水泵长期处于高水位运行，节约水泵扬程，增大水泵供水量，从而实现给水厂调蓄加压无动力控制。
如图3所示，分流控制井5为重力分流控制井。利用少量水头落差，使净化水优先进入吸水井。分流控制井5采用三通分流控制井。通过分流井出水管标高差实现消毒池后净水优先进入泵站前端吸水井，使吸水井内水位上升，实现自灌吸水，达到水泵启动水位时，启泵加压送水，在产水量大于供水量时维持水泵高水位运行，由此，减小水泵运行扬程，降低水泵运行能耗。
经滤池过滤消毒池消毒后的净水，进入分流控制井5，在分流控制井5内分流，通过降低分流控制井5内第一吸水井进水管6的出水标高（充分实现净水优先进入吸水井，通常第一吸水井进水管6的管顶标高与清水池进水管7管底标高相同，即跌水高度H1高度同分流控制井进水管4管径），使净水优先经第一吸水井进水管6进入吸水井11。
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 (2)
1.一种给水厂调蓄加压无动力控制节能系统，其特征在于，包括滤池、消毒池、分流控制井、清水池、吸水井、送水泵房和水泵；滤池通过消毒池进水管连接消毒池，消毒池通过分流控制井进水管连接分流控制井，分流控制井通过第一吸水井进水管及清水池进水管分别连接吸水井和清水池，清水池通过第二吸水井进水管连接吸水井，吸水井通过送水泵房进水管连接送水泵房，送水泵房内设有水泵，水泵一端连接送水泵房进水管，另一端连接送水泵房出水管；
所述第二吸水井进水管末端设置有鸭嘴阀或拍门；
所述分流控制井为重力分流控制井；利用少量水头落差，使净化水先进入吸水井；
所述分流控制井采用三通分流控制井；通过分流井出水管标高差实现消毒池后净水优先进入泵站前端吸水井，使吸水井内水位上升，实现自灌吸水，达到水泵启动水位时，启泵加压送水，在产水量大于供水量时维持水泵高水位运行。
2.根据权利要求1所述给水厂调蓄加压无动力控制节能系统，其特征在于，所述给水厂调蓄加压无动力控制节能系统的控制方法包括以下步骤：
（1）经滤池过滤消毒池消毒后的净水，通过分流控制井，先进入容积较小的吸水井，吸水井水位由吸水井最低水位开始抬升；
（2）吸水井水位快速提升，使吸水井内鸭嘴阀或拍门关闭，水位进一步上升抬高，待水位上升至吸水井最高水位时，启动水泵；
（3）当产水量大于实际用水量时，分流进入清水池，吸水井保持水泵高水位运行；此时，清水池水位从清水池池底标高逐步上升至清水池实际运行水位最后过渡到清水池最高水位;
（4）当用水量大于产水量，吸水井水位下降，低于清水池实际运行；
（5）如此反复循环运行，水泵长期处于高水位运行，节约水泵扬程，增大水泵供水量，从而实现给水厂调蓄加压无动力控制。
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