無負壓變頻恒壓供水分析探討

陳 然，徐 浩

(成都市第一建筑工程公司，四川成都610017)

1 無負壓變頻恒壓供水特點

節約資源、綠色環保、無二次污染。城市自來水管網的自身壓力可以被設備有效利用，變頻泵的功率降低，同時不需要配置轉輸水箱、消毒設備，既減少空間占用，又降低初期投資和后期運行費用，節電效果明顯，更有利于保證施工質量；系統是真正的閉環系統，污染源頭被徹底切斷，保證了水質標準，供水安全、衛生。

2 施工工藝

2.1 設備工作原理

設備工作原理示意見圖1。

圖1 設備工作原理示意

2.2 施工過程中的改進

在施工過程中發現，雖然無負壓變頻給水設備本身帶有儲水壓力調節罐，但因其容量偏小，當市政管網壓力出現波動時，容易造成誤動作。因此在實際施工中，我們在無負壓變頻設備前端增設穩壓閥，消除管網水錘對系統的影響。

系統工作的前提是保證不對市政管網造成負壓供水，在無負壓變頻給水設備實際運行過程中，曾經出現真空消除器故障、導致管網出現負壓的情況。為了進一步保證無負壓供水，因此，在進水管前端增設負壓檢測裝置和電動閘閥，當設備出現真空消除器故障導致市政管網產生負壓時，先停水泵后關閉閘閥并報警，形成雙重無負壓保護，以確保系統不對市政管網造成影響。

2.3 施工工藝原理

施工工藝原理見圖2。

圖2 施工工藝原理

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖3。

圖3 施工工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備階段

(1)與建設單位、設計單位和設備生產廠家充分溝通，確定無負壓變頻給水設備的具體參數、外形尺寸，并要求廠家在控制柜中預留強制停泵信號和關閉電動閘閥的輸入、輸出節點，時間繼電器和報警警鈴。

(2)根據變頻給水設備的參數、規格，確定負壓檢測裝置、穩壓閥以及電動閘閥的型號和參數。

(3)繪制安裝大樣圖：根據負壓檢測裝置、穩壓閥以及電動閘閥的型號，在設備前端預留出足夠的安裝空間，再根據大樣圖對施工圖紙進行細化，設備基礎放樣、定位。

(4)班組技術交底：組織班組人員熟悉圖紙和有關技術文件資料，對班組人員進行工作內容分工，將各工序的施工方法、技術要求和質量標準作為交底的主要內容。

(5)機具準備。包括測量檢測儀器的檢驗與校準、起重設備的檢修維護、電動工具的保養等。

3.2.2 設備基礎施工

(1)復核設備基礎：根據測量放線情況對基礎施工進行復核，保證設備基礎尺寸準確，設備安裝、檢修空間符合規范要求。

(2)安裝設備基礎：按設計要求和設備技術文件規定確定混凝土強度等級，混凝土澆筑后須保證養護周期。設備基礎四周要設置排水溝。設備基礎內預留地腳螺栓孔，待設備就位后再二次澆灌。

3.2.3 水泵及罐體安裝

(1)開箱檢查。按水泵裝箱清單清點泵的零件和部件、附件和專用工具；防銹包裝完好，無損壞和銹蝕；管口保護物和堵蓋完好；核對泵的安裝尺寸，與工程設計相符合。

(2)水泵及罐體安裝。整體安裝的水泵其水平誤差，縱向水平偏差≤0.10/1000，橫向水平偏差≤0.20/1000，檢查位置為水泵的進出口法蘭面或其他水平面，分別縱、橫向放置水平儀進行檢測；解體安裝的水泵其水平誤差，縱、橫向均≤0.50/1000，檢查位置為水泵的水平中分面、軸的外露部分以及底座，分別縱、橫向放置水平儀進行檢測。

3.2.4 管道及附件安裝

(1)管道內部和管端需清除雜物、清洗干凈；密封面和螺紋不得有損傷。

(2)水泵的進、出管道有各自支撐架，泵體不得直接承載進、出管道的重量。

(3)相互連接的法蘭端面應平行，螺紋管接頭要對中，不得借法蘭螺栓或螺紋管接頭強行連接，泵體不得受外力而產生變形。

(4)泵體與管道連接后，要復檢水泵的水平誤差；當發現因管道連接引起偏差后，要及時調整管道。

3.2.5 負壓檢測裝置、電動閘閥以及穩壓閥安裝

(1)安裝順序。從市政管網主管進水口開始，依次為：負壓檢測裝置→電動閘閥→穩壓閥→變頻給水設備。

(2)電動閘閥、穩壓閥之間及其兩端必須設置單獨支架，確保其安裝的牢固與穩定。

3.2.6 電氣連接

(1)配電柜、控制柜安裝。落地動力配電箱的基礎符合要求，且對埋入基礎的電線導管、電纜導管進行檢查，箱體開孔與導管管徑適配，才能安裝箱體；箱柜的金屬框架及基礎型鋼必須可靠接地(PE)或接零(PEN)；門和框架的接地端子間應用裸編織銅線連接，且有標識；箱(盤)內接線整齊，回路編號齊全，標識正確。

(2)水泵電機接線。電源線穿包塑防水可撓金屬軟管接入水泵接線端子盒，其長度應能保證電源線自然彎曲，不得繃緊，可撓金屬軟管兩端采用防水鎖扣與接線盒固定；端子采用壓接鍍錫銅端子，利用螺母固定在電機端子板上，螺母與銅端子之間必須加平墊圈與彈簧墊圈。

3.2.7 調試與試運行

(1)絕緣檢測；

(2)水泵電機運轉方向調整；

(3)負壓檢測信號的輸入與輸出：負壓檢測信號接入控制柜中預留的輸入節點，當有負壓信號輸入時，控制柜輸出報警和強制停泵的信號，同時延時2到3秒輸出關閉電動閘閥的信號，該組輸出控制信號具有最高優先邏輯；

(4)屏蔽設備前端的負壓檢測、穩壓閥等裝置，對設備進行單獨調試：通過調整輸入流量分別模擬流量滿足設計要求與不滿足設計要求這兩種情況，檢查設備在流量滿足要求情況下是否正常運行，不滿足流量要求情況下是否可靠停泵；再選取不同樓層分別打開用水點，模擬輸出壓力的變化，檢查水泵變頻調速裝置是否正常運行；

(5)將設備與前端的負壓檢測、電動閘閥、穩壓閥等裝置聯通，進行試運行，檢查系統的運行情況；再利用屏蔽電信號等手段模擬設備真空抑制器失靈的情況，檢查系統報警、停泵、關閉閥門等后備安全措施是否正常。

4 運用效果

無負壓變頻恒壓供水設備是在城市自來水管網自身壓力的基礎上進行二次加壓供水，其變頻加壓泵的功率更小，同時不需要配置轉輸水箱、消毒設備，既減少空間占用，又降低初期投資和后期運行費用，經濟效益明顯。

以流量48 m3/h、揚程108 m的變頻供水設備為例，各項費用的比較如表1所示。

表1 施工費用比較

5 結論

通過對無負壓變頻供水技術的研究探討后，對原廠家給出的工藝技術進行一定的整合和加深，使得該系統更加利于使用，在市政自來水管網流量能夠滿足設計要求、但需要加壓供水的普通工業與民用建筑的生活給水系統，特別是在我國南方自來水管網供水量充足的地區，更具有推廣應用價值。

用水集中、瞬間用水量過大的用戶，用水保證率要求高、不允許停水的用戶，以及對有毒物質、藥品等危險化學品進行加工、制造、貯存的工廠、科研單位、倉庫等不宜使用該工藝設備。