无负压供水方案设备设计Word下载.doc

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1.7完成课题的方案和主要措施 6

第二章无负压供水方案简介 7

2.1方案的工作原理 7

2.2方案的工作流程 7

2.3方案的适用范围 8

2.4方案的核心技术——无负压技术 8

第三章设备的参数计算及设计 10

3.1稳流罐允许进水量的计算 10

3.2稳流罐调节容积计算 12

3.3稳流罐总容积的计算 13

3.3实例计算 13

3.3.1工程概况 13

3.3.2计算最大出水量 14

3.3.3确定水表特性系数 14

3.3.4计算水泵扬程 15

3.3.5水泵的选型 15

3.3.6稳流罐容积的核算 15

3.3.7真空抑制器的设计 16

总结 17

参考文献 18

附录：

翻译译文及原文

无负压供水方案设备设计

摘要：

近年来，随着科技的进步，二次供水设备作为一种新兴的二次供水产品，在节能和环保方面有独特的优势，无负压供水系统将市政供水管网和用户合并成为一个整体，在充分利用市政管网余压的情况下，进行变频无负压供水，即节水节电又可以防止二次污染。

论文分析了无负压供水系统的组成、工作原理、工作流程、适用范围及其核心技术，即无负压技术。

并对一高层住宅楼进行了实际的数据计算，根据所计算的数据设计选择不同型号的水泵和确定稳流罐的容积，并对稳流罐、真空抑制器等主要结构进行设计。

关键词：

无负压、二次供水、节能、流量、扬程。

Nonegativepressurewaterequipmentdesignprogram

Abstract:

Inrecentyears,withadvancesintechnology,secondarywatersupplyequipmentasanewsecondarywatersupplyproducts,energysavingandenvironmentalprotectionhasuniqueadvantages,nonegativepressurewatersupplysystemwillbemunicipalwatersupplynetworkandusermergedintoawhole,inthecaseoffulluseoftheresidualpressureinthemunicipalpipenetwork,nonegativepressurefrequencyconversionwatersupply,watersavingthatcanalsopreventsecondarypollution.Thispaperanalyzesthecompositionofnon-negativepressurewatersupplysystem,workingprinciple,workflow,scopeanditscoretechnologies,namelynon-vacuumtechniques.Andahigh-riseresidentialbuildingwereactualdatacalculations,selectdifferenttypesofpumpsanddeterminethesteadyflowtankvolumecalculatedbasedondatadesign,andthemainstructureofthesteadyflowtank,vacuumsuppressorsdesign.

Keywords:

Nonegativepressure、Secondarywatersupply、Energy、Flow、Head

第一章绪论

1.1课题研究的目的和意义

水是自然界一切生命赖以生存的不可替代的物质，又是社会发展不可缺少的重要资源。

目前，世界上80个国家或占全球40%的人口严重缺水。

据预测，今后30年内全球55%以上的人口将面临水荒。

就我国而言，水资源不足尤其是人均占有量低已经成为我国的基本国情。

而近年来，随着经济的快速增长，城市化建设的不断加快，人口的不断增加，土地需求日益紧张，高层建筑层出不穷。

为满足建筑内部用水点对水量、水压和水质的要求，必须对自来水进行二次加压，因此，选择一种既能节水节能，又能保障供水安全的供水方式，这对降低建筑耗能、提高供水安全可靠性具有重要的意义。

建筑内部给水系统是将城镇供水管网或自备水源的水引入室内，经配水管送至生活、生产和消防用水设备，并满足用水点对水量、水压和水质要求的冷水供应系统。

从上世纪末开始，随着城市规模的不断扩大，城市建筑业得到突飞猛进的发展，10层和10层以上的住宅或建筑高度超过24米的其他民用建筑等高层建筑越来越多，使得城市的总用水量中，建筑内部用水占据的比例逐年增加，二次供水得到了更为广泛的应用。

目前，我国城市自来水管网的压力在非用水高峰时，一般在0.2MPa~0.35Mpa，此压力2值只能满足低层和多层建筑的供水需求，所以为了弥补市政供水管网压力的不足，高层建筑内部供水系统须使用二次加压设施以满足需求。

现有通常的供水方式都是将自来水放入蓄水池，然后由水泵将水从水池抽至屋顶的高位水箱，再由高位水箱向用户供水。

这种供水方式存在严重的能量浪费问题：

第一，将原本有压力能的水放到水池中变成了无压力能和势能的水，使得二次加压供水时需要更多的能量；

第二，由于用水量是随时间变化的，大多数水泵并未在高效区运行，水泵低效率运行会浪费更多的电能。

另外这种供水方式还存在严重的水质二次污染问题，据调查，各地二次供水主要水质指标都存在不同程度的超标。

例如，深圳市对274个二次供水贮水池水质进行调查，合格率更低，经水池后余氯合格率不大于30％，大体积水池的合格率只有10.6％。

兰州市目前使用二次供水的人口占全市总人口的近70%，全市二次供水单位约1200家，二次供水设施约1400多个。

2010年，通过对兰州市356家单位的二次供水水质的调查发现，水样检测合格率为68.35%，其中，游离性余氯合格率最低，仅为57.31%，其次是细菌总数和总大肠菌群，合格率均低于60%。

迄今为止，发现至少有10余种传染病可以通过水传播，如伤寒、痢疾、霍乱等，一些病毒引起的病症也可以通过水进行传播。

另外，水污染导致微量元素过多，容易引起身体器官的功能改变，严重的甚至会引起中毒。

例如，l998年湖南省地税局办公楼工作人员集体腹泻，后被证实问题就是出在二次供水的水质上，而且是由细菌总数超标以及大肠菌群所致。

长春市某生活小区不断有居民发生消化道疾病，经查，原来是屋顶水箱多年未清洗，水质污染所致。

由此可见，水质不合格直接影响到人的身体健康和生存的质量。

伴随着二次供水的发展，如何改善二次供水水质，如何提高二次供水安全性以及可靠性，已经成为当今社会急需解决的问题。

传统的二次供水方式，就水质方面来说，由于中间环节多了个蓄水池，使得供水二次污染的可能性大大增加。

从节能方面来说，水泵从零加压输送自来水，不能有效利用管网原有压力，并且水泵多在低效区运行，造成能量浪费。

从建设成本方面考虑，水池不仅占用大量的面积，还需要对其进行定期的清洗消毒处理，需要一定的成本和维护费。

为解决传统供水存在的这些问题，供水方式也不断地改进，新的供水方式应运而生。

相比于传统的二次供水方式，如今发展起来的这种供水方式彻底解决了以往二次供水中所遇到的问题，这种供水方式是对传统供水方式的一种革新。

此方式取消了水池和屋顶水箱，而是在市政管网和水泵之间增加一有压容器，从而实现水泵直接从市政管网抽水供给用户，同时采用变频泵组，根据用户端用水量自动调节水泵的转速，使水泵处于高效运行状态，达到节能、节水和可靠供水的目的，并且在此过程中，供水系统基本处于完全封闭的状态，水质不容易受到污染。

这种供水方式称为无负压供水方式，在国外很多地方得到很好的应用，但我国目前对该技术的研究还不够成熟，这种供水方式容易对市政管网的压力造成影响，可能会影响市政管网上其他用户的正常用水，故在现有条件下，国内许多城市中该供水方式不被轻易允许使用，限制条件也较多，因此有必要对此技术进行研究，以加快该方式的推广使用。

1.2二次供水发展历史

二次供水的发展先后经历了四个阶段，分别为水塔供水、楼顶水池供水、变频调速供水及无负压供水。

目前国内二次供水主要采用前三种形式，经过多年的运行使用，其中存在的问题令人担忧。

水塔供水是一种最为“古老”的供水方式，它的供水原理是：

自来水通过管网，把水转输到地面蓄水池，再通过水泵把水池里的水转输到一定高度的水塔中，最后通过管网把水输送至各个用水点。

这种设施最大的缺点是水塔占地面积大，成本高，而且水塔仅仅适用于比较低的建筑，而如今的建筑越来越高，现有水塔却不可能无限增高。

另外，供水水质受到严重的多次污染，这种供水方式既浪费了能量，又存在着很严重的水质二次污染。

水塔供水方式的诸多局限性，严重制约其发展，因此注定要被取代。

取代水塔供水方式的是设楼顶水箱的供水方式，如今这种方式应用非常广泛。

其供水原理是：

自来水管网将水转输到一个蓄水池将水储存起来，然后通过泵房，将水输送到楼顶水箱，楼顶水箱自上而下供水。

此方式利用水箱的可调节性，在用水低峰时将水箱蓄满水，在用水高峰期时供给用户使用，保证用水点的水量和水压的要求，与水塔供水相比较，楼顶水池相对不占地，构造简单，成本相对较低，但是这两种供水方式的污染环节几乎是一样的。

另外这种二次加压站安装使用的为工频泵，这种水泵在额定转速下运行，给系统提供一定的水量。

从泵的性能曲线可知，泵的运行在设计点时，其效率最高，随着泵的扬程偏离设计点（增加或减少），泵的效率均降低。

在泵的实际运行中，由于用水量及出水水压不断变化，则泵的扬程也不断变化，致使泵大部分时间在低效区运行。

当用水量降低，管网阻力下降时产生剩余扬程。

按离心泵的性能曲线特征，其扬程随着水泵出水量的减少而提高，所以水泵常处于扬程过剩状态下运行，造成不必要的能量浪费。

同时，由于管网压力增大，漏损也会增加，水的浪费也会加大。

楼顶水箱供水的缺点促进了变频技术的开发，1994年，变频技术的应用使得城市供水方式进入第三个阶段。

此方式中，自来水通过管网送至地下室蓄水池后，利用变频泵，直接将蓄水池的水，输送至各个用水点。

变频调速系统通过调节泵的转速来改变水泵的出水扬程，以满足不同条件时对水泵的性能要求，使水泵处于高效区运行，如此起到一4定的节能效果。

由于减少了楼顶水箱的中转环节，有效善供水水质，所以变频供水方式不仅节约能量，而且减少了自来水的污染。

以上三种供水方式都属于二次供水，也就是说，自来水从市政管网至用水点，中间都经过了中转水池，中转水池的存在不可避免增加了供水被污染的机会。

据调查发现，大多数供水系统疏于管理，水池、水箱并未按规定进行定期的清洗，二次消毒措施失效，系统本身存在缺陷，由此造成的水质二次污染已直接影响到供水的水安全，甚至有严重的水质污染事故发生，例如“自来水中竟有红虫”，“自来水有臭味”等。

以往二次供水存在的问题让第四个阶段的无负压给水方式给