浅谈罐式无负压供水设备的应用

浅谈罐式无负压供水设备的应用

陈磊汪康冯涛陈龙

中建八局第二建设有限公司安装公司山东济南250000

摘要：近年来，无负压给水设备发展迅猛，本文对无负压设备的使用现状、分类、工作原理、特点、缺点做出来相应的论述，并指出了其优势和不足之处，并对罐式无负压供水设备的应用做相应的描述，说明其在实际应用中的优缺点。

关键词：无负压供水设备罐式无负压供水设备优缺点应用

一、引言

随着社会的迅速发展，如今城市生活供水二次加压泵站已是居民小区和城市高层建筑给水中不可缺少的重要组成部分。在超出城市供水高程的区域，城市给水管网局部水压不够高，不能将水直接送到高层用户，必须先将市政自来水泄至水池或水箱，然后通过二次加压泵站将水供给到用户，以保证每一个用户的用水要求。但因为管理不善、水池、水箱缺乏定期的清洗、二次消毒措施失效以及系统本身的缺陷，造成的水质二次污染已直接影响了供水水质安全，甚至产生了严重的水质污染事故。为了改善饮用水质量,保障水质安全，充分利用市政管网的原有压力，无负压给水设备应运而生。无负压供水设备充分利用市政给水网的原有压力，直接二次加压将水供给用户。其不仅无需建造水箱水池，且更加兼有节能安装方便、减少二次污染等优点。在当前国家发展形势下，无负压供水设备无疑将会是供水设施的首选设备。

二、内容简要

2.1背景概要

随着我国城市化进程的不断加快，二次加压供水比率不断提升，如何确保二次供水不被污染的问题不断受到人们的重视。传统的生活贮水池+变频水泵或生活贮水池+高位水箱+水泵组合的二次供水形式存在诸多管理和维护上的缺点，水质污染的情况时常发生。传统的二次供水形式主要有3种：①水泵与水池(箱)联合供水形式：指既设高(中)位水池(箱)，又设低位水池(箱)的供水形式。②变频调速供水形式：指只设低位水池(箱)，采用变频调速设备的供水形式。③压力罐供水形式：指只设低位水池(箱)，采用压力罐及变频调速设备的供水形式。为此“直接供水方式”成为是探讨和努力的方向。但是市政管网上禁止直接装泵抽水，防止个体的超量取水会使管网节点或管段压力下降而影响其它用户的用水稳定性，而且允许用户自由地装泵“入网”有可能带来管网运行安全和水质安全的隐患。为了防止直接在管网中安装水泵抽水带来的种种隐患，无负压供水技术开始出现。

2.2无负压供水设备简介

无负压供水设备是一种加压供水机组直接与市政供水管网联接、在市政管网剩余压力基础上串联叠压供水而确保市政管网压力不小于设定保护压力（可以是相对压力的0压力，小于0压力时称为负压）的二次加压供水设备。管网叠压(无负压)供水设备的核心是在二次加压供水系统运行过程中如何防止负压产生，消除机组运行对市政管网的影响，在保证不影响附近用户用水的前提下实现安全、可靠、平稳、持续供水。

2.3无负压供水设备的组成

整套设备由稳流罐、直空抑制器、变频调速水泵机组、压力传器、变頻控制柜、倒旒防止器(可选)、消毒装置(可选)、小流量保压罐(可选)等组成。从市政管网引来的进水管直接连接到稳流罐的进水口，稳流的出水口通过消毒装置后连接到加压泵组的进水管，加压机组的出水管与用户用水管连接，直接向用户管网供水。

2.4无负压供水设备的分类、工作原理及优缺点

2.4.1无负压供水设备的分类

无负压供水设备主要有2种：稳流罐式、调节水箱式。

（1)稳流罐式：该方式在水泵前装设压力密封罐，罐内部或外部加设稳流补偿器（又称“真空消除器”)，水泵通过稳流罐吸水，加压后供至用户，靠稳流补偿器的调节作用，降低对公共供水管网的影响。此方式无储备水量，城市公共供水管网停水时，易出现断水现象。

2.4.2无负压供水设备的工作原理

设备采用水泵与自来水管网直接相连，用压力调节罐作为水泵进水储水装置，采用稳流补偿器消除管网内所产生的负压，在充分利用自来水管网原有压力的基础上实现供水的二次增压。当自来水能够满足用水压力及用水量要求时，设备通过旁通止回阀向用水管网直接供水；当自来水管网的压力不能满足用水要求时，系统通过压力传感器(或压力控制器、电接点压表)给出启泵信号，使水泵启动运行。水泵供水时，若自来水管网的水量大于水泵流量，系统保持正常供水；用水高峰期时，若自来水管网水量小于水泵流量时，调节罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空消除器进入调节罐，消除自来水管网的负压，用水高峰期过后，系统恢复正常的状态。若自来水供水不足或管网停水而导致调节罐内的水位不断下降，液位探测器会给出停机信号以保护水泵机组。

2.4.3无负压供水设备的优势

无负压供水系统将真空抑制技术、流体控制技术和智能变频技术等多项先进技术进行优化融合，无负压供水设备与自来水管网直接串接，实现稳压、节能、卫生、安全可靠运行，不产生负压，不用建水池、水箱。与传统的二次加压系统相比，无负压供水设备具有以下优势：

（1）供水无停留时间或循环次数较多，因此对水质影响甚小，充分保证了供水质量。

（2）无需建造水箱水池等储水设施，无负压的罐体采用食品级不锈钢制成，安全卫生，占有空间相对较少，节省建筑物内用地空间，由于是一体化的设备，安装时仅仅需要将设备与楼内管道对接即可，操作简单，施工周期短，简化了给水系统的设计，同时，节约了土建投资。

（3）能够充分利用自来水管网的原有压力能源，可以选用功率、扬程相对较小的水泵及控制设备，而且在夜间及小流量用水时，可利用自来水水压直接供水而无需启动水泵，一定程度上节约了电能运行成本及设备投资成本。

（4）为保证供水水质的安全，传统的二次加压供水方式多需要加设消毒设施，无负压供水设备则不存在这个问题，节约了初期基建投资，减少了设备数量，有效降低了系统维护工作量。

（5）运行可靠,对自来水管网无影响，设备利用调节罐无负压自动调节，管网增压供水时不会对原管网产生负压，不影响其它用户的正常用水。

2.4.4无负压供水设备的缺点

（1）调节容积小

无负压供水设备取消了贮水池，只有稳压补偿罐的几分钟的调节容积，在供水高峰期用水量需要全部要由市政管网提供，对于用水量集中的城区，一般市政管网也都年代久远，很难保证用水高峰期的用水量和水压，没有生活贮水池的调节，会对管网造成很大负担，因此不建议在这些地段使用该设备，对于新建的园区，在敷设管道时，如果考虑大量使用该设备，造成供水管道设计过大，在用水低峰期管道流速太低，管网水质很难保证，这就对市政管网的设计提出了更高的要求。而且非常小的调节容积，使供水保障性变差。

（2）“瞬变流”对管网的冲击

在市政管网中安装无负压供水设备，变频水泵通过密闭容器直接从管网抽水，会由于水泵的快速启闭、台数切换、水泵振荡、失控、突然升速等很多情况下，造成管网中的水产生瞬变流态。瞬流的产生使溶解在水中的气体迅速析出，并随水流运行而聚积成大气泡或大气囊。对管网存在危害。因此无负压供水设备必须安装倒流防止器，并通过智能控制使设备运行不产生流量突变。

（3）无负压供水设备的控制

对于无负压供水系统的控制主要是通过控制柜监视市政管网中的压力表，控制流量控制器和水泵的运行，通过对防止超量取水和管网中产生负压。因此对设备的自动化控制要求很高，当市政管网压力的突然波动，控制柜能够及时有效的产生作用，对无负压供水设备的要求很高。设备的日常维护也非常重要，一旦控制柜出现问题，极其容易造成用户停水或对管网造成影响。这就需要供水公司对这些管道进行监控，一旦发现问题及时解决，防止对管网造成影响。

三、罐式无负压供水设备的应用

罐式无负压供水设备主要由水泵机组、测压稳压罐、压力传感器变频控制柜等组成，能始终维持压力表压力(即用户管网水压)等于用户设定值。可用于一般生活或生产供水。供水系统组成方式有：

1、罐式无负压供水设备与市政管网并网恒压供水，在供水压力可满足需要时，自动停运全部水泵。否则，恒压供水设备起动，增大压力满足用水要求。

2、附加小泵或气压罐，为完全消除小流量或零流量供水电耗，可增加辅助小泵或辅助气压罐，当供水压力低时，自动停运主泵，使小泵或气压罐运行。

安装应注意事项:

①设备应安装在强度不低于C20的基础上且四周留有排水设施和检修通道；

②设备安装地点应选在较为干燥的环境，避免在露天环境，以免电气元件损坏；

③安装前应仔细检查泵体流产内有无硬质物，以免运行时损坏叶轮和泵体；

④安装时管路不允许加在泵上，以免使泵变形，影响正常运行；

⑤根据安装图纸先后顺序连接，连接处密封，不得强行安装，总管口径较大时需加支撑，以免产生应力；

⑥拧紧地脚螺栓，以免起动时振动对泵性能产生影响；

⑦在泵的进、出口管路上安装调节阀，在泵出口附近安装压力表，以控制泵在额定工况内运行，确保泵的正常使用；

⑧管路系统实验压力为额定压力的1.5倍，并持续保持5分钟以上。在试压过程中，管路系统不得有出现裂缝以及滴、漏、渗现象；

⑨排出管路如装止回阀应装在闸阀的外面；

⑩泵的安装方式分为硬性联接安装和柔性联接安装。

四、结语

对无负压供水设备的使用主体应该是城镇供水系统，供水公司应该对无负压设备的使用做好严格的审核工作。在使用前应对市政管网进行详细的分析论证，根据自己城市供水系统的具体情况，制定出合理、规范的使用条件。对于使用无负压供水设备的市政管网，应该对其用水情况做好数据收集和监测，以便于今后对无负压供水设备的使用和推广积累经验。更好利用管网压力，提高供水效率，有效防止供水二次污染，达到节能降耗的目的，保证供水水质的卫生、安全，保障人民的身心健康。

参考文献

（1）中国建筑标准设计研究院著.变频调速供水设备选用与安装.北京：中国计划出版社，2016

（2）青岛三利集团有限公司.CJ/T265-2007无负压给水设备[S].北京:中国标准出版社,2007.

（3）马戍环．无负压给水设备及管网准用的技术条件．给水排水，2005(7)