北疆雅苑二期供水設(shè)備優(yōu)化設(shè)計方案

石長玉，范春新

齊齊哈爾水務(wù)集團(tuán)，黑龍江齊齊哈爾 161000

1 工程概況

該工程為住宅樓工程，共25層2棟，18層6棟，建筑物高度78m，供水分區(qū)：1層～3層由市政管網(wǎng)直接供給，4層～15層由中區(qū)無負(fù)壓供水設(shè)備加壓。設(shè)備服務(wù)戶數(shù)492戶。16層～25層由高區(qū)無負(fù)壓供水設(shè)備加壓。設(shè)備服務(wù)戶數(shù)187戶。工程中生活給水水源由市政自來水給水管網(wǎng)供給，且水質(zhì)符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。其生活引入管引入一條DN150的給水管，用水高峰期自來水壓力約為0.25MPa。

無負(fù)壓（無吸程）給水設(shè)備可充分利用市政給水管網(wǎng)的壓力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)利益，顯著地降低了二次供水用戶的用水費用。

2 設(shè)計原則

該工程本著以節(jié)能、環(huán)保、降低運(yùn)行費用、便于維護(hù)管理、技術(shù)先進(jìn)合理、運(yùn)行安全可靠等原則，方案中生活給水系統(tǒng)選用WWG無負(fù)壓（無吸程）管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水設(shè)備（三利產(chǎn)品）直接與市政自來水串聯(lián)，我技術(shù)人員通過嚴(yán)格計算，采用該設(shè)備可以取消生活水池，徹底解決水質(zhì)污染。

3 方案設(shè)計依據(jù)

1）本工程的基本資料（甲方提供的供水資料）；

2）《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2003；

3）《高層建筑給水排水設(shè)計手冊》（第二版，湖南科學(xué)技術(shù)出版社出版）；

4）《給水排水設(shè)計手冊》第2冊（核工業(yè)第二研究設(shè)計院院主編，中國建筑工業(yè)出版社出版）；

5）《三利產(chǎn)品設(shè)計手冊》。

4 方案選型

結(jié)合本工程生活用水特點，考慮到設(shè)備水泵的性能，對該工程中的給水設(shè)備經(jīng)過嚴(yán)格的選型和考核，現(xiàn)選用WWG無負(fù)壓（無吸程）管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水設(shè)備。

中區(qū)設(shè)備型號：WWG66-54-2

配用水泵型號：CR32-4二臺格蘭富水泵

水泵參數(shù)：Q=33m3 /h H=54m N=7.5kW

穩(wěn)流補(bǔ)償系統(tǒng)CYQ 一套

真空抑制系統(tǒng)ZBQF 一套

智能控制系統(tǒng)一套（配套變頻器品牌：日本三肯，低壓電器：施耐德）

高區(qū)設(shè)備型號：WWG36-96-2

配用水泵型號：CR15-9二臺格蘭富水泵

水泵參數(shù)：Q=18m3/h H=96m N=7.5 kW

穩(wěn)流補(bǔ)償系統(tǒng)CYQ 一套

真空抑制系統(tǒng)ZBQF 一套

智能控制系統(tǒng)一套（配套變頻器品牌：日本三肯，低壓電器：施耐德）

5 無負(fù)壓與傳統(tǒng)供水設(shè)備優(yōu)缺點對比

傳統(tǒng)設(shè)計：普通變頻供水設(shè)備 WWG無負(fù)壓（無吸程）供水設(shè)備供水方式普通的給水設(shè)備如果直接串接到自來水管道上，工作時會有吸程，使自來水管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓，如果大面積使用就會出現(xiàn)搶水現(xiàn)象，使整個城市給水出現(xiàn)混亂。于是人們采用修不銹鋼水箱或設(shè)置水池的給水方式二次加壓給水，自來水全部放入不銹鋼水箱或水池中，再二次加壓給水。采用真空抑制技術(shù)，使給水設(shè)備與自來水管網(wǎng)直接串接，不產(chǎn)生負(fù)壓，不用建水池，設(shè)水箱。供水質(zhì)量純凈的自來水全部放入水池中，各種臟物極易進(jìn)入水池，嚴(yán)重污染水源，尤其夏天，水極易變質(zhì)，變味，影響用戶的身體健康純凈的自來水經(jīng)加壓后直接供到住戶，穩(wěn)流補(bǔ)償器SUS304不銹鋼材質(zhì)，密封連接，不產(chǎn)生任何污染，用戶可以喝到符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。節(jié)水自來水過來的滲、跑、滴、漏現(xiàn)象嚴(yán)重，大量的水白白流失。水箱還需定期消毒沖洗，耗費一定的水資源。全封閉結(jié)構(gòu)運(yùn)行，避免了滲、跑、滴、漏現(xiàn)象，取消水箱節(jié)約了消毒沖洗用水。經(jīng)過8個地區(qū)105家顧客調(diào)查測算，綜合節(jié)水達(dá)13%以上。節(jié)能情況自來水過來的水全部放入水箱，原有的壓力全部變?yōu)榱?，再從零開始加壓供水，自來水原有壓力白白浪費。這種給水方式能耗大，設(shè)備運(yùn)行費用高，使用不經(jīng)濟(jì)。因為與自來水管網(wǎng)直接串接，可以充分利用自來水管網(wǎng)的原有壓力在微機(jī)控制下，根據(jù)自來水的壓力來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)只對自來水的進(jìn)水壓力和出水壓力的差進(jìn)行補(bǔ)壓。設(shè)備大部分時間在較低頻率下運(yùn)行，耗電量少。投資分析設(shè)水池，設(shè)備占地面積大，工程總投資大；水質(zhì)污染嚴(yán)重，需用凈化設(shè)備；需定期清洗，增添日常維護(hù)管理費。取消水池，可減少大量的工程投資；使用該設(shè)備水質(zhì)無污染，不需要凈化水設(shè)備，進(jìn)一步節(jié)省投資無日常清洗維護(hù)費用；充分利用了自來水管網(wǎng)原有壓力，節(jié)約日常用電開支，， ，；

6 運(yùn)行費用及投資對比分析

6.1 運(yùn)行費用分析

傳統(tǒng)設(shè)計供水方式：將自來水放入生活水箱，再用變頻設(shè)備加壓向各用水點供水，該供水方式存在著自來水原有供水壓力被白白浪費，而且水箱存在著嚴(yán)重的二次污染。傳統(tǒng)設(shè)計方案中所設(shè)置的水箱需要定期清洗（掃）和處理，按廣東省的城市供水條例規(guī)定，水箱應(yīng)每季度清洗一次。同時，因為水箱不是全密封結(jié)構(gòu)，在管理上還存在著對供水安全的擔(dān)憂，并需要相應(yīng)增加必要的安全防護(hù)措施費用。

而WWG無負(fù)壓（無吸程）給水設(shè)備與自來水輸水管網(wǎng)直接串接，可以充分利用自來水管網(wǎng)原有壓力；采用三利獨有的優(yōu)化智能變頻控制技術(shù)，設(shè)備的電機(jī)泵在微機(jī)控制下，根據(jù)自來水的壓力調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，只對自來水的進(jìn)水壓力和所需壓力進(jìn)行補(bǔ)壓，不做無用功，節(jié)能效果顯著，與傳統(tǒng)設(shè)計的采用常規(guī)繼電器接觸器控制的給水設(shè)備相比，節(jié)電可達(dá)20%～90%以上。其節(jié)能分析如下：

選用WWG型無負(fù)壓（無吸程）管網(wǎng)增壓穩(wěn)流供水設(shè)備可充分 利用自來水管網(wǎng)的原有的壓力，在此基礎(chǔ)上差多少補(bǔ)多少。該工程自來水市政管網(wǎng)用水高峰期時的供水壓力為0.25MPa，進(jìn)入地下室無負(fù)壓供水的壓力約有0.3MPa。在充分利用自來水供水壓力后，綜合節(jié)能大約在30%左右，對此工程而言，加壓部分最高日用水量按700m3計算，

節(jié)能分析如下：水泵電耗：W=γQH/η

式中：γ-水的容重，9.8kN/m3；Q-流量m3/s；

H-水被提升的高度m；η-水泵機(jī)組的效率

水 泵 機(jī) 組 的 效 率 為 η=η 泵 ×η 傳 ×η 電=0.82×0.95×0.9 ≈ 0.70。

其中：η泵為水泵效率；η傳為傳動效率；η電為電機(jī)效率。

結(jié)論：采用無負(fù)壓供水方式與傳統(tǒng)供水方式相比，每天可節(jié)省水泵耗電為：W2=9.8kN/m3×700m3×30m/（3600×0.70）=81.6kW·h。

每度電電費按照0.8元計，每年可節(jié)省電費約：81.6 kW·h×0.8元/ kW·h×365≈2.4萬元。

6.2 水箱清洗費用

按有關(guān)規(guī)定，每年需清洗四次以上，需要大量的人力物力，造成不必要的資源浪費，清洗一次還需停水半天，給生活帶來不便。選用WWG無負(fù)壓（無吸程）管網(wǎng)增壓穩(wěn)流設(shè)備可接節(jié)省清洗費用約⊿E≈1.2萬元/年。

6.3 管理及維護(hù)費用

WWG無負(fù)壓（無吸程）管網(wǎng)增壓穩(wěn)流設(shè)備，采用全自動運(yùn)行，不需專人值守，在系統(tǒng)設(shè)定的供水壓力下，全智能運(yùn)行，水泵自動切換，設(shè)備質(zhì)量可靠，維護(hù)管理運(yùn)行極為簡單方便。僅此一項選用WWG無負(fù)壓（無吸程）管網(wǎng)增壓穩(wěn)流設(shè)備可節(jié)省維護(hù)費用1.20萬元/年+人工費用2.4萬元/年=3.6萬元；

綜上所述：采用WWG無負(fù)壓（無吸程）管網(wǎng)增壓穩(wěn)流設(shè)備與傳統(tǒng)供水方式相比，年可節(jié)省運(yùn)行管理費用約在7.2萬元左右。按照設(shè)備壽命25年計算，可節(jié)約運(yùn)行管理費用180萬元。

原設(shè)計供水系統(tǒng)投資情況分析：

1）就本工程而言，按照原設(shè)計：

（1）1個不銹鋼水箱總?cè)莘e共120m3；

（2）1套變頻供水設(shè)備；

（3）1套消毒設(shè)備（按照規(guī)范）；

（4）水箱配套設(shè)施。

2）原設(shè)計投資分析

（1）水箱價格按2 500元/m3估算按照國家標(biāo)準(zhǔn)生活水箱需SUS304不銹鋼，則水箱需投資2 500元/m3×120m3=30萬元；

（2）因為自來水水質(zhì)二次污染而加設(shè)紫外線臭氧一體化消毒設(shè)備，需投資消毒設(shè)備一套，總費用約4萬元；

（3）原設(shè)計采用2套變頻給水設(shè)備嗎，按照高檔配置，設(shè)備投資大約在30萬元以上；

（4）可以省掉水箱浮球閥及配套閥門，包括管道及施工費用，總計約3.5萬元。同時省掉浮球閥杜絕了跑水現(xiàn)象。

[1]建筑給水排水設(shè)計規(guī)范GB50015-2003.

[2]高層建筑給水排水設(shè)計手冊[M].2版.湖南科學(xué)技術(shù)出版社出版.

[3]核工業(yè)第二研究設(shè)計院院主編.給水排水設(shè)計手冊(第2冊) [M]中國建筑工業(yè)出版社出版.

[4]三利產(chǎn)品設(shè)計手冊.