浅析高层建筑中无负压供水技术的应用21892.docx

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1、浅析高层建筑中无负压供水技术的应用荆门市供水总公司 邹红梅 胡士荣 赵天贵2011年12月16日来源：中国供水节水自来水厂厂传统上上通过城城市输、配配水管道道供水，水水压一般般在2kkg/ccm2左左右，夜夜间可达达25527kgg/cmm2。随随着城市市建设发发展，相相继出现现了次高高层建筑筑，高层层建筑。这这就涉及及到二次次增压供供水的问问题。如如何在满满足使用用功能的的情况下下实现安安全、经经济供水水，选用用何种供供水系统统，成了了摆在给给排水工工程师们们面前的的课题，本本文结合合荆门供供水工程程实例阐阐述了传传统二次次供水工工艺与无无负压技技术的优优缺点及及如何更更好地应应用无负负压技

2、术术。一、无无负压技技术引进进的背景景荆门门市中心心城区建建成区面面积500.5平平方公里里，人口口46.8万，属属于低山山丘陵地地区，地地貌大致致为低山山、丘陵陵和平原原低地三三种类型型。市区区规划建建设用地地地势海海拔在44米1633米不等等，由于于部分区区域地势势较高以以及次高高层建筑筑，高层层建筑出出现。以以往传统统的二次次加压设设备已不不能满足足用户的的需求，如如：1、市市政水地下蓄蓄水池水泵加加压用水点点199世纪880年代代末都是是应用的的这种模模式，这这种模式式的最大大缺陷是是：水池池未经卫卫生监督督部门的的预防性性卫生监监督。由由于这种种设施属属于各自自的房屋屋产权单单位，与

3、与市政供供水脱节节，如果果不能对对蓄水池池进行定定期清洗洗、消毒毒和卫生生防护，就就有可能能出现水水质二次次污染。2、市市政水地下蓄蓄水池水泵加加压屋顶蓄蓄水池用水点点这种种模式与与1的模模式差别别不大，与与1相比比有如下下优点和和缺点，优优点是水水泵不需需要244小时运运转，减减少了用用电量，也也减少了了水管长长期负荷荷的压力力，降低低水泵及及水管的的维修费费用；缺缺点是增增加了一一个蓄水水池，前前期费用用大，增增加了污污染的可可能性。如何何杜绝水水质二次次污染，又又能满足足用户用用水需求求，针对对这个问问题，市市场上就就有了无无负压设设备的生生产。下下面谈谈谈荆门无无负压技技术的实实际应用

4、用。二、无无负压技技术的实实际应用用1、工工程概况况荆门门东方国国际供水水工程，229层22幢住宅宅楼，双双卫一厨厨，最高高建筑物物高度992米 。工程程中水源源由DNN2000市政自自来水管管网供给给，且水水质符合合国家生生活饮用用水卫生生标准（GGB57749-20006版）要要求。用用水高峰峰期设备备进水口口自来水水压力不不小于00.400MPaa。市政政开口为为DN1150，泵泵房进出出水管管管径按不不低于DDN1225设计计， 管管材为衬衬塑管；泵房尺尺寸5mm4m3m，泵泵房进出出通道均均不得小小于1.5m，根根据以上上参数，本本着既能能节约成成本，又又能满足足用户长长期使用用要求

5、的的原则，给给用户拟拟定了两两套供水水方案以以供选择择1.1方案案1：分分中(77-188层)、高高区(119-229层)供水，两两套设备备中区区配置11：配用用水泵型型号：CCR155-5两两台格兰兰富泵水泵泵参数：Q=118m33/hHH=533mN=4.00Kw；配件件：稳流流补偿器器CYQQ601300一套（极极瓷处理理）；过滤滤器一套套（不锈锈钢）；远传压压力表三三块；负压压表一块块；真空空抑制器器ZBQQF-1150一一套（不不锈钢）；压力力控制器器一套；智能控控制柜一一套；其其它管件件阀门为为不锈钢钢配置置2：配配用水泵泵型号：CR115-55两台格格兰富泵泵水泵泵参数：Q=11

6、8m33/hHH=533mN=4Kww；配件件：稳流流补偿器器CYQQ601300一套（不不锈钢）；过滤滤器一套套（不锈锈钢）；远传压压力表三三块；负压压表一块块；真空空抑制器器ZBQQF-1150一一套（不不锈钢）；压力力控制器器一套；智能控控制柜一一套；其其它管件件阀门为为不锈钢钢高区区配置11：配用用水泵型型号：CCR155-9两两台格兰兰富泵水泵泵参数：Q=118m33/hHH=966mN=7.55Kw；配件件：稳流流补偿器器CYQQ801500一套（极极瓷处理理）；过滤滤器一套套（不锈锈钢）；远传压压力表三三块；负压压表一块块；真空空抑制器器ZBQQF-2200一一套（不不锈钢）；压

7、力力控制器器一套；智能控控制柜一一套；其其它管件件阀门为为不锈钢钢配置置2： 配用水水泵型号号：CRR15-9两台台格兰富富泵水泵参参数：QQ=188m3/hH=96mmN=77.5KKw；配件件：稳流流补偿器器CYQQ801500一套（不不锈钢）；过滤滤器一套套（不锈锈钢）；远传压压力表三三块；负压压表一块块；真空空抑制器器ZBQQF-2200一一套（不不锈钢）；压力力控制器器一套；智能控控制柜一一套；其其它管件件阀门为为不锈钢钢1.2方案案2：合合用一套套设备配置置1：配配用水泵泵型号：CR332-66 两台台格兰富富泵水泵泵参数：Q=229m33/hHH=933mN=11KKw；配件件：

8、稳流流补偿器器CYQQ801500一套（极极瓷处理理）；过滤滤器一套套（不锈锈钢）；远传压压力表三三块；负压压表一块块；真空空抑制器器ZBQQF-2200一一套（不不锈钢）；压力力控制器器一套；智能控控制柜一一套；其其它管件件阀门为为不锈钢钢配置置2：配配用水泵泵型号：CR332-66 两台台格兰富富泵水泵泵参数：Q=229m33/hHH=933mN=11KKw；配件件：稳流流补偿器器CYQQ801500一套（不不锈钢）；过滤滤器一套套（不锈锈钢）；远传压压力表三三块；负压压表一块块；真空空抑制器器ZBQQF-2200一一套（不不锈钢）；压力力控制器器一套；智能控控制柜一一套；其其它管件件阀门

9、为为不锈钢钢2、无无负压设设备与传传统水池池供水方方式一次次性投资资及运行行费用比比较2.1、传传统水池池供水一一次性投投资2.1.11、按照照国家规规范要求求至少需需设生活活用地下下水箱550m33的两个个，综合合性投资资约计115万元元。2.1.22、普通通变频供供水设备备2套，根根据配制制的不同同投资约约计400万元左左右。2.1.33、需水水池消毒毒设施22套，约约计5万万元。2.1.44、因用用水池供供水，建建筑占地地面积较较大，近近1000m2,仅此一一项按节节约的空空间按每每平米220000元计算算，就多多投资约约计200万元。2.1.55、因传传统水池池供水无无远程监监控系统统

10、，设备备陈旧落落后，操操作管理理复杂，因因此物业业管理、维维护费及及人工费费可多投投资近33万元。该工工程若采采用普通通的水池池方案解解决生活活供水，一一次性投投资约计计：833万元。2.2、运运行费用用的比较较2.2.11、设备备节能方方面，按按照设备备机组运运行时间间1年，供供水压力力为0.93MMpa，直直接与自自来水管管串接，市市政管网网压力为为0.44Mpaa，充分分利用现现有自来来水管网网压力，比传传统设备备节能：0.4MPPa /0.993MPPa1000%=443%111KW2台3655天24小小时43%0.66元/度度=4997211.8元元。2.2.22、因无无负压设设备具

11、有有变量变变压专利利技术，假假设设备备在用水水高峰期期和低峰峰期的管管网压力力损失为为：P差差=0.2Mppa计算算。用水水高峰期期为200%时间间，低峰峰期为880%时时间，则则变压值值应按P差差=0.16MMpa计计算。节能能比为：0.16MMPa /0.93MMPa1000%=117.22%111KW2台3655天24小小时17.2%0.66元/度度=1998888.7元元。2.2.33、无负负压设备备具有保保压功能能。无负负压设备备具有小小流量保保压运行行功能，避避免水泵泵的长时时间低速速耗能运运行，此此技术节节能可按按1台泵泵小流量量低速运运转变频频停机节节能计算算。机组组节能为为：

12、111KW1台3655天24小小时43%0.66元/度度=2448600.9元元按照照设备运运行100年计算算，可节节约运行行费用约约计944.5万万元。2.2.44、运行行维护方方面。无无负压设设备集计计算机网网络技术术、通讯讯技术、电电子技术术、微机机压缩和和解码技技术于一一体。可可同时实实现远程程与近程程联合监监控、预预警、管管理、操操作、服服务，减减少了人人工值守守费用，维维护费用用几乎为为零，比比传统的的设备每每年至少少节约维维护费用用4-55万元/年，按按照100年计算算，至少少可节约约40万万-550万元元；2.2.55、其它它方面。因因无负压压设备的的应用可可不用水水池因此此节

13、约了了大量的的清洗费费,按照照国家标标准每年年两次,约计每每年需要要1.55万元左左右的清清洗费。2.2.66、因无无负压设设备的应应用可不不用水池池因此可可节约消消毒设施施运行费费用，约约计每年年2万元元左右。2.2.77、因无无负压设设备不用用水池因因此节约约了大量量的水资资源，避避免了水水池的跑跑、冒、漏漏、渗等等、约计计每年可可节约水水费2万万元左右右。2.2.88、比传传统的设设备每年年至少节节约维护护费用55.5万万元/年年，按照照10年年计算，至至少可节节约555万元；综上上所述：本工程程无负压压设备设设计使用用最低寿寿命为220年，现现按照110年计计算比较较， 与与传统的的水

14、池相相比，无无负压设设备可节节约运行行费用1189.5-1999.5万万元。三.无负压压给水设设备工作作原理及及优越性性1、无无负压（无无吸程）管管网增压压稳流给给水设备备主要由由微机变变频控制制柜、水水泵机组组、稳流流补偿器器、真空空抑制器器、压力力传感器器以及各各种管件件阀门等等构成，并并可根据据工程情情况预留留加氯机机、臭氧氧发生器器等接口口，如图图1所示示。该设设备可串串接到市市政自来来水管网网上直接接增压，不不产生负负压，并并可稳定定流量。此此设备的的核心部部分是稳稳流补偿偿器和真真空抑制制器及其其控制系系统。稳稳流补偿偿器是连连接在自自来水管管网与水水泵吸入入口之间间的特制制密闭容

15、容器，以以实现增增压稳流流的功能能，同时时配合真真空抑制制器抑制制真空形形成。真真空补偿偿器则是是根据稳稳流补偿偿器内的的水量及及压力等等一系列列信号，通通过其控控制系统统自动调调节控制制，实现现平衡稳稳流补偿偿器内的的压力使使之不产产生负压压，从而而避免了了水泵与与管网直直接连接接运行时时对管网网内其它它用户供供水压力力产生影影响。真真空补偿偿器中的的控制系系统包括括压力检检测机构构控制系系统、液液位检测测机构控控制系统统和补偿偿机构控控制系统统等三部部分。压压力检测测机构通通过压力力传感器器检测稳稳流补偿偿器内的的压力反反馈给中中央处理理器；液液位检测测机构通通过液位位传感器器检测稳稳流补

16、偿偿器内的的流量及及水位并并将其反反馈给中中央处理理器；补补偿机构构则是利利用“活塞”原理，通通过“活塞”式的移移动来调调节进水水管的压压力和流流量波动动，以保保证设备备正常运运行时不不对管网网内其它它用户产产生压力力影响。而而中央控控制器可可对系统统内各部部分压力力、流量量信号进进行分析析计算，并并对稳流流补偿器器、真空空抑制器器及水泵泵发出各各种控制制信号。无负负压（无无吸程）管管网增压压稳流给给水设备备的工作作原理是是采用微微机控制制变频调调速多变变量控制制，通过过稳流补补偿预压压平衡系系统、真真空抑制制系统、空空气隔断断系统、负负压反馈馈系统联联合作用用来实现现无负压压供水。其其控制流

17、流程如图图2所示示：无负负压（无无吸程）管管网增压压稳流给给水设备备是集计计算机控控制技术术、网络络通讯技技术、自自动化技技术、远远程监控控、监测测、中心心网络管管理等技技术为一一体，根根据用水水量的变变化，自自动调节节，自动动适应，使使系统始始终处于于高效节节能的、无无人值守守的全自自动运行行状态。该设设备采用用微机控控制变频频调速实实现恒压压供水，系系统通过过微机检检测管网网压力，用用负压反反馈及供供水管网网压力变变化来适适时、恰恰当地调调节变频频器的频频率，既既能实现现保持设设定的供供水压力力，又能能满足供供水量变变化的要要求。首首先根据据实际情情况设定定用水点点工作压压力，检检测出水水

18、管实际际压力并并与设定定压力进进行比较较，如果果实际压压力高于于设定压压力，则则降低变变频器频频率，反反之升高高变频器器频率。另外外，全密密封结构构及负压压反馈抑抑制系统统使本设设备可以以和自来来水管网网直接串串接，利利用水泵泵工作的的叠加原原理，设设备可以以充分利利用自来来水原有有的压力力，增加加了变频频调速恒恒压给水水设备的的节能点点。当自自来水压压力不足足致使压压力下降降时，设设备通过过系统中中的检测测装置采采集水量量及压力力信号，实实时反馈馈，通过过微机控控制，自自动调节节，抑制制管网负负压产生生，保证证了本设设备不对对城市管管网产生生任何影影响。2、无无负压给给水设备备与传统统设计变

19、变频加压压给水方方式相比比具有如如下优越越性如下下：2.1、供供水方式式先进可可靠传统统设计通通常采用用“地下生生活水池池水泵泵”的普通通变频加加压给水水方式。其其供水方方式如下下：该供供水方式式由市政政外网供供水至地地下生活活水池，再再利用水水泵的二二次加压压后直接接向各用用水点供供水。采采用变频频调速供供水方式式虽然能能够利用用微机的的变频技技术来调调节水泵泵的转速速，从而而达到节节能的目目的（据据经验统统计，与与常规继继电接触触器控制制相比（水水泵恒速速运行），可可节电约约20%左右），但但由于自自来水全全部被放放入水池池中，原原有的自自来水压压力全部部变为零零，不能能利用自自来水原原有

20、压力力，系统统电耗大大；安装装维护麻麻烦；同同时因需需修建生生活水池池而带来来的如一一次性投投资高，占占地面积积大，易易造成二二次污染染、漏水水等一系系列弊病病。无负负压给水水设备的的供水方方式，其其加压设设备可直直接串接接在自来来水输送送管网上上，采用用全密闭闭的预压压平衡式式稳流补补偿器、真真空抑制制及补偿偿系统，利利用微电电脑控制制，自动动调节，使使自来水水管道不不产生负负压；同同时可充充分利用用自来水水管网压压力，由由泵组进进行补压压式供水水，以满满足用户户供水压压力的要要求。当当自来水水管网压压力满足足要求时时，设备备即可停停止工作作，而由由自来水水管网直直接供水水。采用用无负压压给

21、水方方式时，系系统不需需设水箱箱等调节节构筑物物；采用用1000%全密密闭结构构，不与与空气接接触；并并且可充充分利自自来水剩剩余压力力。故无无负压方方案较传传统设计计加压给给水方式式比较，具具有占地地面积小小、一次次性投资资省、运运行费用用低、便便于安装装维护管管理、水水质卫生生环保，杜杜绝了水水资源的的“跑、冒冒、滴、漏漏”等浪费费现象。因因为，无无负压设设备不仅仅不会影影响周围围用户的的用水，而而且可充充分利用用自来水水原有的的压力，达达到节能能的目的的(节电电可达550%90%以上)，另外外可消除除因加设设水箱等等储水构构筑物而而引起的的一系列列弊病。2.2、杜杜绝二次次污染根据据有关

22、专专家研究究，生活活饮用水水产生二二次污染染主要环环节是在在二次加加压系统统中的水水池等调调节储水水装置。因因为将纯纯净的自自来水放放入水池池中，各各种杂质质、污染染物极易易进入水水中，尤尤其是夏夏天，水水质极易易变质、变变味，严严重污染染了水源源，影响响了人们们的身体体健康。另另外，水水池的内内衬材料料选择不不当，也也将直接接污染水水质。而而三利方方案所选选用的WWWG无无负压（无无吸程）给给水设备备不需设设水池，且且为全封封闭系统统，取消消了二次次污染的的主要环环节，保保证了供供水系统统中的水水质安全全。故选选用无负负压管网网增压稳稳流给水水设备，系系统采用用全封闭闭结构，水水源没有有任何

23、污污染，供供水安全全可靠，是是真正的的卫生、环环保的绿绿色产品品。2.3、节节省了一一次性综综合投资资无负负压管网网增压稳稳流给水水设备可可直接串串接到任任何自来来水压力力不足的的管网上上进行加加压供水水，不需需设水池池同时也也可省去去因二次次污染而而投入的的消毒设设备。省省掉了水水箱等构构筑物的的购置费费及水质质二次污污染的消消毒处理理费用，少少则几万万，多则则十几万万。2.4、运运行费用用低将饮饮用水源源放入地地下生活活水池中中，再用用水泵加加压向各各用水点点供水的的原设计计加压给给水方式式存在着着自来水水原有供供水压力力被白白白浪费。而而无负压压给水设设备与自自来水输输水管网网直接串串接

24、，可可以充分分利用自自来水管管网原有有的压力力；设备备的电机机泵在微微机控制制的控制制下，根根据自来来水的压压力来调调节电机机的转速速，只对对自来水水的进水水压力和和所需压压力的差差进行补补压，不不做无用用功；同同时荆门门水司采采用专利利技术-小流量量停机保保压功能能：在用用水量大大时，用用水全由由加压设设备直接接供至用用户，在在小流量量或不用用水时，由由微机控控制中心心检测信信号，控控制系统统自动停停机并保保压。故故选用三三利供水水方案节节能效果果显著，与与传统的的采用常常规继电电接触器器控制的的供水设设备相比比，节电电可达550%90%以上。而而采用水水箱加压压的普通通变频调调速给水水设备

25、与与采用常常规继电电接触器器制的给给水设备备（水泵泵恒速运运行）相相比，只只能节电电10%200%。(节电分分析详见见“WWGG无负压压（无吸吸程）给给水方案案与传统统设计加加压给水水方式的的经济分分析对比比表”)2.5、自自动化程程度高无负负压管网网增压稳稳流给水水设备完完全模拟拟人脑智智能技术术对设备备进行全全自动控控制，并并具有过过压、过过流、过过载、水水源无水水、语音音报警等等多种保保护功能能；而且且该设备备可根据据用户需需要配备备远程监监控、监监测系统统，在该该司监控控中心可可24小小时对设设备的实实时监测测监控，也也可协助助用户建建立一套套集中监监控中心心，监测测水泵电电流、电电压

26、、进进出水管管的压力力、水泵泵频率等等，一旦旦出现异异常，设设备立即即报警，一一些软故故障（如如突然的的电磁干干扰、电电压的波波动等引引起的故故障），可可通过远远程监控控来消除除；另外外在监控控中心还还可远程程控制设设备的启启停等。2.6、管管理维护护费用低低传统统水池加加压给水水方案中中，水池池需定期期清洗（扫扫）和处处理，按按国家城城市供水水条例明明文规定定，水池池（箱应应每半年年清洗一一次，而而且还要要停水11天。同同时，在在管理上上还存在在着对供供水安全全的担忧忧，并需需要相应应增加必必要的安安全防护护措施费费用。选选用无负负压方案案时无需需水池等等调节构构筑物，减减少了相相应的清清洗

27、费用用。另外外，无负负压（无无吸程）管管网增压压稳流给给水设备备，采用用全自动动运行，不不需专人人值守，在在设备设设定的供供水压力力下，系系统全智智能运行行，水泵泵自动切切换，设设备质量量可靠，维维护管理理运行极极为简单单方便。但但传统设设计的加加压给水水系统自自动化程程度低，需需设专人人值班。2.7、节节省了水水资源采用用无负压压管网增增压稳流流给水设设备时，系系统采用用全密闭闭结构，彻彻底防治治了有水水池的跑跑、冒、滴滴、漏等等浪费水水资源的的现象，同同时也节节省了定定期清洗洗而造成成对水资资源的浪浪费。2.8、占占地面积积少采用用无负压压（无吸吸程）管管网增压压稳流给给水方案案无需设设水

28、池等等调节构构筑物，节节省了相相应的占占地面积积，分面面积可作作它用，如如作车库库或仓库库等。2.9、设设计、施施工及安安装等方方面传统统设计中中需加设设地下生生活水池池，相应应地增加加了供水水系统中中管路的的复杂性性和安装装维护的的不方便便性，因因为水池池需设有有浮球阀阀，溢水水、泄水水管等复复杂的管管路系统统。而无无负压方方案中减减少了水水池等主主要构筑筑物，简简化了给给水系统统的设计计和安装装，并且且大大缩缩短了安安装工期期。2.10、综综合结论论供水方式能量消耗及运行费用一次性投资二次污染的可能性供水可靠性单设高位水箱不耗能、运行费用低小高较可靠水泵、气压罐供水耗能大、运行费用高大低可

29、靠设地下水池，工频水泵和高位水箱耗能大、运行费用较高大高可靠设地下水池和恒压变频泵耗能大，运行费用高较大较低较可靠叠压（无负压）供水方式较节能、运行费用较低较小低受停水，停电影响从上上表可以以看出，无无负压设设备作为为比较新新型的供供水方式式，在能能耗、运运行费用用、一次次性投资资和减少少二次污污染等方方面，比比起其它它几种方方式具有有明显优优势，但但是无负负压方式式供水对对水源、电电源及设设备完好好率的要要求很高高，一旦旦遇到上上述某一一方面的的故障，便便会对用用户的正正常供水水带来直直接影响响，为了了规范无无负压供供水的设设计、施施工安装装和使用用，中国国工程建建设标准准化协会会于2000

30、5年年着手编编制管管网叠压压供水技技术规程程（CCECSS2211-20007）,该规程程现已出出版发行行，规程程3.00.6条条第2款款规定“供水保保证率要要求高，不不允许停停水的用用户”不得采采用管网网叠压供供水方式式。因此此选用这这种新型型供水方方式，也也须综合合考虑各各方面的的条件是是否合适适。四、结结语任何何事物只只有经历历从无到到有的过过程，才才会进步步成熟并并逐步完完善。目目前，有有关无负负压给水水设备的的中华人人民共各各和国城城镇建设设行业标标准正在在专家的的支持和和制造商商的参与与下开展展编制工工作，预预计不久久的将来来将与大大家见面面，这将将对无负负压给水水设备的的“遍地开开花”和“无序与与无约束束条件”的状况况起到很很好的规规范作用用，在市市政管理理、设计计、用户户及制造造商的共共同努力力下，使使无负压压给水设设备的使使用更科科学、合合理、环环保、节节能，造造福于广广大人民民群众。