淺談自動變頻技術在單村供水工程中的應用

鄭強

（甘肅省高臺縣農村人飲工程管理站，甘肅高臺 734300）

淺談自動變頻技術在單村供水工程中的應用

鄭強

（甘肅省高臺縣農村人飲工程管理站，甘肅高臺 734300）

在供水工程建設過程中，通過對自動變頻技術的使用，可以有效減少管理人員頻繁徒手接觸電氣設備，有著很高的應用價值。與此同時，單村供水工程應用自動變頻技術要和實際的工程有機的結合在一起。針對這樣的情況，本文將具體分析單村供水工程的實際地理環境情況，并對單村供水工程的具體工藝流程、參數設計進行分析研究，進而對自動變頻技術在單村供水工程中的應用情況進行分析研究。

自動變頻技術；單村供水工程；應用

本文選取的單村供水工程案例位于巷道鎮正遠村高臺縣城西南7公里處的巷道鎮，地處內陸腹地，屬典型的大陸性干旱氣候，具有寒冷、干燥、晝夜溫差大、日照時間長、降水少、蒸發大等特點，設計采取打井提取深層地下水，變頻設備供水，管網輸配水，一次性供水到戶的工程措施。

一、單村供水工程基本情況

（一）供水規模和用水量

第一，供水規模W（最高日用水量）：根據項目區實際和《甘肅省農村飲水安全工程建設與管理技術文本》要求，供水規模W＝(W1+W2+W3+W4)。經過分析計算正遠村飲水安全工程供水規模為173.67 m3/d。

第二，居民生活用水量W1：巷道鎮正遠村飲水安全工程共計解決6個社250戶1 081人的飲水安全問題。根據農村生活用水量標準和項目區實際情況，結合社會發展目標，確定農村人口最高日生活用水量為q＝50升/人·日，計算年限按15年，人口增長率為6‰。根據公式P=P0（1+X）n進行遠景供水人口計算，設計水平年將達到1 182人，巷道鎮正遠村飲水安全工程居民生活用水量W1計算如下：W1＝P*q/1 000＝1 182*50/1 000＝59.12 m3/d。

第三，集體或專業戶飼養畜禽用水量W2：巷道鎮正遠村飲水安全工程項目區現大牲畜532頭，小牲畜4 700頭，隨著黑河流域灌區節水改造項目退耕還林還草工程的實施，草畜產業發展速度加快，預計項目區設計水平年大牲畜數量達638頭，小牲畜達7 050頭，根據《甘肅省農村飲水安全工程建設與管理技術文本》對大、小牲畜用水定額的要求，確定項目區大牲畜用水定額為35升/頭·日，小牲畜用水定額為10升/頭·日。巷道鎮正遠村飲水安全工程項目區集體或專業戶飼養畜禽用水量W2計算如下：

大牲畜用水量為：Q大牲畜=638×0.035=22.34 m3/d；小牲畜用水量為：Q小牲畜=7050×0.01=70.5 m3/d；根據公式W2＝Q大牲畜+Q小牲畜＝22.33+70.5＝92.84 m3/d

第四，公共建筑用水量W3：根據《甘肅省農村飲水安全工程建設與管理技術文本》要求，巷道鎮正遠村飲水安全工程項目區公共建筑用水量W3為項目區居民生活用水量的10%估算。公共建筑用水量W3＝居民生活用水量W1*10%＝59.1*10%＝5.91 m3/d。

第五，管網損失水量和未預見水量W4：根據《甘肅省農村飲水安全工程建設與管理技術文本》要求，巷道鎮正遠村飲水安全工程項目區管網損失水量和未預見水量W4為項目區居民生活用水量、集體或專業戶飼養畜禽用水量W2、公共建筑用水量W3之和的10%取值。

管網損失水量和未預見水量W4＝（W1+W2+W3）*10%＝15.79 m3/d。

第六，人均綜合用水量：人均綜合用水量＝供水規模/設計人口

人均綜合用水量=173.67/1 182*1 000=146.93升/日

（二）供水方式及方案選擇

由于高臺縣巷道鎮正遠村共計6個社250戶1 081人，居住比較集中，通過對其經濟條件、地理位置和水源水量、水質論證分析，都滿足集中聯片供水一次性到戶的要求，所以該工程供水方式采取機井——變頻設備——管網的集中供水設計。

項目區地下水埋深3～5米，地下水儲量較豐富，地下水允許開采量為1 716萬立方米。經項目區現有機井水源水質化驗，表層地下水溶解性總固體高，含氟量大，不宜飲用，深層地下水水質較好，符合國家飲用水衛生標準，且開采較為方便，適宜作為飲用水源。因此，根據項目區所處位置的自然地理條件，水文地質條件、管理條件、工程投資條件，工程設計采用打井提取深層地下水的取水方案。

二、自動變頻技術在單村供水工程中的應用方式探析

（一）單村供水工程工藝流程探析

該工程日供水規模W=173.67m3/d，根據集中供水工程設計標準，該工程屬Ⅴ型，該工程實行24小時供水，供水時變化系數Kh＝2.3，供水日變化系數K＝1.3～1.5，設計供水年限15年。

根據項目區水資源分布特點、開發利用現狀、自然地理條件、水文地質條件、管理條件、工程投資條件，堅持以小型工程為主，因地制宜，統籌兼顧，合理布局，有利于可持續發展，盡可能利用當地水資源的原則，從根本上解決項目區人口飲水安全問題，經實地勘察和多方案比較，選擇在正遠初級中學附近新打120米機井1眼，提取深層地下水，修建管理房103.75平方米，采取變頻設施進行集中供水的工程措施。

供水工程的工藝流程為：機井——變頻設施——管網——用戶。其中，水泵揚程確定根據下式計算總揚程：H總=地形揚程+阻力揚程+設備揚程；地形揚程：H揚=深井電潛泵最低動水位根據井深、輸水管長度、內徑及泵型計算分析總揚程與水泵設計揚程大小。

泵型選擇根據確定的井深及各工程最高日平均時用水量選擇泵的型號：因均提取深層地下水，抽水時水位降深幅度大，故首先選用高揚程深井電潛泵；根據確定的井管內徑300毫米選擇水泵型號。水泵選用200QJ20—81/6型深井潛水電泵，水泵配套相應電機7.5 kw。

變頻設備選擇為方便管理人員操作，減少管理人員頻繁徒手接觸電氣設備，降低人員因操作電氣設備不當而發生以外，針對這樣的情況，在配電室內設計安裝自動變頻供水裝置。本工程設計TD2100—4T0075S-供水型變頻柜1套，配套電機功率7.5 kw。TD-2100系列供水專用變頻器，配用壓力傳感器，組成閉環調節系統對單臺水泵電機進行調節控制，依據用戶用水量的多少，自動調節水泵轉速，在恒定出水壓力（設定值）下改變水量，從而取代了水塔、高位水池、氣壓罐等供水設施，實現了最大限度的合理用水，既保證了恒壓供水，又達到節水節電的目的。

三、結語

綜上所述，結合單村供水工程的實際情況，在進行工程施工過程中，添加相應的自動變頻技術，有助于結合文中分析的供水工程工藝參數數據，取代傳統供水設施，穩定持續的為人民群眾供水，具有很高的現實應用價值。

（編輯：張瓊瓊）

TP273.5

B

1673-9019(2016)14-0052-01

2016-06-21

鄭強（1979-），男，甘肅高臺人，助理工程師，主要從事人飲工程建設管理工作。