專利名稱：一種節(jié)能型自來水二次加壓供水方法和裝置的制作方法
一種節(jié)能型自來水二次加壓供水方法和裝置技術領域
本發(fā)明屬于自來水管網(wǎng)加壓供水領域，具體涉及一種節(jié)能型自來水加壓供水的方法和裝置。
背景技術：
目前，一般供水企業(yè)為保證城市主管網(wǎng)正常供水不受加壓泵站影響，不允許加壓泵站直接從主管網(wǎng)上抽水，而是采用“主管網(wǎng)一浮球閥一貯水池一加壓泵一加壓管網(wǎng)”的工藝，即先將自來水放進蓄水池，再加壓提升。這種加壓工藝優(yōu)點是不直接從管網(wǎng)上抽水，通過限制貯水池浮球閥口徑限制補水流量，不會導致附近管網(wǎng)壓力大幅降低，影響附近用戶正常用水。其缺點是主管網(wǎng)來水經(jīng)過浮球閥放入貯水池后，原有壓頭全部損失，需要靠加壓泵重新升壓，即先通過地下建貯水池等構筑物蓄水，再利用加壓泵進行加壓，來提高下一級供水管網(wǎng)壓力。這樣，原來有壓力的水進入貯水池后變成了零，然后從零開始加壓，造成大量的電力能源浪費。若按一般供水壓力0. ^MPa、加壓管網(wǎng)總阻損0. IOMPa計算時，其能量投入產(chǎn)出比為4 1，能量利用率太低。
現(xiàn)在市場上流行的供水設備，有無負壓變頻供水設備，無塔變頻供水設備，雙模變頻供水設備，家用一體式供水設備，氣壓式供水設備等，這些設備主要存在的問題如下1)調(diào)節(jié)罐的有效調(diào)節(jié)容量有限，只適用于大中型用戶；2)無負壓供水方式仍然會對附近管網(wǎng)用戶產(chǎn)生負面影響，供水公司不接受；3)管網(wǎng)壓力低，調(diào)節(jié)容量不足時不能保證供水；4)水泵工作范圍大，不能在高效區(qū)運行；5)調(diào)壓罐工作壓力范圍大，無效壓頭大，能耗高、效率低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種節(jié)能型、對主管網(wǎng)影響小的自來水二次加壓供水方法以及實現(xiàn)該方法的裝置。
為解決以上技術問題，本發(fā)明自來水二次加壓供水方法的技術方案是從主管網(wǎng)上接出兩路管道，第一路直接通過加壓泵向加壓管網(wǎng)供水，由主管網(wǎng)和加壓管網(wǎng)末端壓力控制其優(yōu)先直接調(diào)速加壓供水，第二路直接向水塔補水，再通過加壓泵向加壓管網(wǎng)供水，由水塔水位和加壓管網(wǎng)末端壓力控制其調(diào)速供水，其中水塔的相對標高按主管網(wǎng)最低可接受壓力設計，全過程由PLC控制器自動控制。
實現(xiàn)上述自來水二次加壓供水方法的裝置，包括自來水主管網(wǎng)、加壓管網(wǎng)、加壓泵、水塔、水壓傳感器和PLC控制器，其中，主管網(wǎng)分別與主管網(wǎng)壓力傳感器和水塔相連，所述主管網(wǎng)壓力傳感器通過直供變頻加壓泵與加壓管網(wǎng)連接，所述水塔依次通過水塔變頻加壓泵、加壓管網(wǎng)起端壓力傳感器與加壓管網(wǎng)連接，所述加壓管網(wǎng)連接加壓管網(wǎng)末端壓力傳感器，所述水塔內(nèi)設置水位傳感器和水塔浮球閥，在水塔進水管上設置止回閥，以防水流倒灌回主管網(wǎng)。
作為一種改進，所述直供變頻加壓泵另接一支路經(jīng)電動閥與水塔相連，以便在主管網(wǎng)壓力低于水塔浮球閥高度時由PLC控制器控制電動閥自動打開補水。
本發(fā)明中PLC控制器通過接收主管網(wǎng)、加壓管網(wǎng)最不利點和水塔水位傳感器信號，依據(jù)上述信號邏輯關系，控制變頻泵轉速。
本發(fā)明是從主管網(wǎng)上接出兩路管道，第一路直接經(jīng)變頻加壓泵向加壓管網(wǎng)供水， 也可向水塔補水；第二路直接向水塔補水，再經(jīng)水塔變頻泵向加壓管網(wǎng)供水。優(yōu)先利用主管網(wǎng)末端富裕水頭，通過直供變頻加壓泵，直接向加壓管網(wǎng)進行供水。由主管網(wǎng)上壓力傳感器來的信號值和加壓管網(wǎng)最不利點壓力值，通過PLC處理后控制直供變頻加壓泵3的轉速，在主管網(wǎng)的壓力低限上(可接受最低壓力)和加壓管網(wǎng)最不利點壓頭上限內(nèi)，進行自動調(diào)速運行。
水塔高度按接管點處可接受最低壓力設計，充分利用該壓頭勢能，再加壓供水。替代傳統(tǒng)的先泄壓蓄水，再加壓上塔，最后重力自流向加壓管網(wǎng)供水的方式。加壓泵后移，減少一級清水池，水塔高度低，對主管網(wǎng)無干擾。水塔變頻加壓泵的轉速由加壓管網(wǎng)最不利點壓頭值，經(jīng)PLC處理后按直供泵與加壓泵供水量比值系數(shù)自動控制，比值系數(shù)大小，由對小時水塔低限發(fā)生次數(shù)和延續(xù)時間確定，以保證水塔水位每天觸及一次最低水位。
當主管網(wǎng)富裕能力不能滿足加壓管網(wǎng)供水要求時，可臨時或在主管網(wǎng)用水低峰時段，可調(diào)低主管網(wǎng)的壓力低限設定值，自動開啟電動閥，在向加壓管網(wǎng)供水的同時向水塔補水，增加總供水能力。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果1)提供了一種節(jié)能型自來水加壓方法和裝置，充分利用主管網(wǎng)水頭能量，大幅度降低能量損耗，將主管網(wǎng)中水的能量利用率由25%提高到95%左右。
2)降低了水塔設置高度，通過兩組變頻加壓泵，從主管網(wǎng)至加壓管網(wǎng)進行兩路加壓供水，可以始終保持主管網(wǎng)的最低供水壓力，又維持了加壓管網(wǎng)水壓的穩(wěn)定，大幅度降低加壓泵的揚程。
3)也可通過直供變頻加壓泵向水塔補水，可彌補主管網(wǎng)壓力不足時無法滿足水塔蓄水調(diào)峰要求的缺陷。
4)因直供水不經(jīng)過水塔調(diào)蓄，故水塔容量小，工程造價低；縮短了水力停留時間， 有利于維持末端管網(wǎng)的余氯量。可廣泛應用于大中型二次加壓泵站。


圖1是本發(fā)明的裝置示意圖。
圖中1.主管網(wǎng)，2.主管網(wǎng)壓力傳感器，3.直供變頻加壓泵，4.水塔，5.浮球閥， 6. PLC控制器，7.水塔變頻加壓泵，8.加壓管網(wǎng)起端壓力傳感器，9.加壓管網(wǎng)，10.加壓管網(wǎng)末端壓力傳感器，11.信號線，12.控制線，13.水位傳感器，14.電動閥，15.止回閥。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
如圖1所示，本發(fā)明一種節(jié)能型自來水二次加壓供水的裝置，包括自來水主管網(wǎng) 1、加壓管網(wǎng)9、直供變頻加壓泵3、水塔變頻加壓泵7、水塔4、主管網(wǎng)壓力傳感器2、加壓管網(wǎng)起端壓力傳感器8、加壓管網(wǎng)末端壓力傳感器10以及PLC控制器6，其中，主管網(wǎng)1分別與主管網(wǎng)壓力傳感器2和水塔4相連，主管網(wǎng)壓力傳感器2通過直供變頻加壓泵3與加壓管網(wǎng)9連接，水塔4依次通過水塔變頻加壓泵7、加壓管網(wǎng)起端壓力傳感器8與加壓管網(wǎng)9 連接，加壓管網(wǎng)9連接加壓管網(wǎng)末端壓力傳感器10，水塔4內(nèi)設置水位傳感器13和水塔浮球閥5，在水塔4進水管上設置止回閥15。
從圖1可知，直供變頻加壓泵3另接一支路經(jīng)電動閥14與水塔4相連。
以下結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
系統(tǒng)分兩路從主管網(wǎng)1向加壓管網(wǎng)9供水第一路從主管網(wǎng)1上直接接直供變頻加壓泵3，泵前安裝壓力傳感器2，出水管與加壓管網(wǎng)9連接，由加壓管網(wǎng)末端壓力傳感器10 控制轉速。直供變頻泵3的進口壓力控制在主管網(wǎng)最不利點壓力(一般取0. ^MPa)以上運行，低于該值，則PLC控制器6發(fā)出停機信號，停止直接供水。直供變頻泵3轉速由主管網(wǎng) 1末端壓力傳感器2和加壓管網(wǎng)末端最不利點壓力傳感器10檢測的壓力值，經(jīng)PLC控制器 6計算確定，將末端最不利點壓力控制在0. 28 MPa (0. 28+ Δ P2)MPa之間。當該壓力大于(0. 28+ Δ Ρ2) MPa時，直供變頻加壓泵3轉速最低，直至停止運行。
第二路水塔進水管與主管網(wǎng)1連接，經(jīng)止回閥15由塔內(nèi)浮球閥5根據(jù)塔內(nèi)水位自動進水，塔內(nèi)設水位傳感器13。水塔4出水管后安裝水塔變頻加壓泵，再與加壓管網(wǎng)9連接，水塔4的相對標高按主管網(wǎng)該點最不利點壓頭設計。當主管網(wǎng)壓力高于最不利點壓頭， 水塔浮球閥5自動打開補水。水塔變頻加壓泵7的具體轉速，根據(jù)加壓管網(wǎng)末端壓力傳感器10檢測的壓力值，也由PLC計算確定，但其壓力控制在0. 28 MPa (0. 28+ Δ Pl)MPa之間。當該壓力小于0. 28 MPa，且水塔水位高于最低水位時，由PLC控制器6控制水塔變頻加壓泵7按工頻運行；當該壓力大于(0. 28+ Δ PDMPa時，水塔變頻加壓泵停止運行，由直供變頻泵3單獨供水。ΔΡΚΔΡ2，其具體大小由壓力傳感器和變頻器的控制精度決定。
直供變頻加壓泵3另接一路分支管經(jīng)電動閥14與第二路水塔進水管相接，以便在主管網(wǎng)壓力低于水塔進水浮球閥5高度時由PLC控制器6控制電動閥14自動打開補水。在水塔進水管上加裝止回閥15，以防水流倒灌回主管網(wǎng)1。
PLC控制器6與主管網(wǎng)壓力傳感器2、水塔水位傳感器13、加壓管網(wǎng)起端壓力傳感器8以及末端壓力傳感器10相連，接收檢測信號，再與直供變頻加壓泵3、水塔變頻加壓泵 7和電動閥14相連，控制變頻泵轉速。
權利要求
1.一種節(jié)能型自來水二次加壓供水方法，其特征在于，從自來水主管網(wǎng)上接出兩路管道，第一路直接通過加壓泵向加壓管網(wǎng)供水，由主管網(wǎng)和加壓管網(wǎng)末端壓力控制其優(yōu)先直接調(diào)速加壓供水，第二路直接向水塔補水，再通過加壓泵向加壓管網(wǎng)供水，由水塔水位和加壓管網(wǎng)末端壓力控制其調(diào)速供水，其中水塔的相對標高按主管網(wǎng)最低可接受壓力設計，全過程由PLC控制器自動控制。
2.一種實現(xiàn)權利要求1所述的節(jié)能型自來水二次加壓供水方法的裝置，包括自來水主管網(wǎng)[1]、加壓管網(wǎng)[9]、加壓泵[3，7]、水塔[4]、壓力傳感器[2，8，10]和PLC控制器[6]， 其特征在于，所述主管網(wǎng)[1]分別與主管網(wǎng)壓力傳感器[2]和水塔[4]相連，所述主管網(wǎng)壓力傳感器[2]通過直供變頻加壓泵[3]與加壓管網(wǎng)[9]連接，所述水塔[4]依次通過水塔變頻加壓泵[7]、加壓管網(wǎng)起端壓力傳感器[8]與加壓管網(wǎng)[9]連接，所述加壓管網(wǎng)[9]連接加壓管網(wǎng)末端壓力傳感器[10]，所述水塔W]內(nèi)設置水位傳感器[13]和水塔浮球閥[5]， 在水塔[4]進水管上設置止回閥[15]，以防水流倒灌回主管網(wǎng)[1]。
3.如權利要求2所述的實現(xiàn)節(jié)能型自來水二次加壓供水方法的裝置，其特征在于，所述直供變頻加壓泵[3]另接一支路經(jīng)電動閥[14]與水塔[4]相連，以便在主管網(wǎng)[1]壓力低于水塔浮球閥[5]高度時由PLC控制器[6]控制電動閥[14]自動打開補水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能型自來水二次加壓供水方法和裝置。該方法是從自來水主管網(wǎng)上接出兩路管道，第一路直接通過加壓泵向加壓管網(wǎng)供水，由主管網(wǎng)和加壓管網(wǎng)末端壓力控制其優(yōu)先直接調(diào)速加壓供水，第二路直接向水塔補水，再通過加壓泵向加壓管網(wǎng)供水，由水塔水位和加壓管網(wǎng)末端壓力控制其調(diào)速供水，其中水塔的相對標高按主管網(wǎng)最低可接受壓力設計，全過程由PLC控制器自動控制。實現(xiàn)上述方法的裝置由自來水主管網(wǎng)、加壓管網(wǎng)、加壓泵、水塔、水壓傳感器和PLC控制器組成。本發(fā)明充分利用主管網(wǎng)水頭能量，大幅度降低能耗，保持主管網(wǎng)的正常供水壓力，兼顧加壓管網(wǎng)水壓的穩(wěn)定，水塔容量小，系統(tǒng)簡單，適用于城鎮(zhèn)大中型自來水二次加壓供水泵站。
文檔編號E03B5/00GK102493529SQ20111036807
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2011年11月18日
發(fā)明者丁磊, 張新喜, 汪明明, 潘芳慧 申請人:安徽工業(yè)大學