管网叠压供水与市政供水管网的相互影响研究

管网叠压供水与市政供水管网的相互影响研究

梁新杰

乌鲁木齐水业集团新疆天源西城供水股份有限公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：随着经济的进步，城镇化进程的加快，各行各业的用水需求越来越高，高层建筑的兴起更是对市政供水工作提出了新的挑战，城市供水质量和供水标准不但提升，受市政工程建设的影响，给水管网在设计和施工的过程中对各种施工技术要求不断的提高和增加，叠压供水技术在市政给水官网建设中得到广泛应用，并且需不断优化、完善操作技术以满足日益提升的技术要求。

关键词：管网叠压供水；市政供水管网；影响分析

1叠压供水技术概述

叠压供水技术，在日本称为“直接给水技术”，是在上个世纪八十年代开始出现和应用的新型技术措施和模式。它是直接是利用自来水管网系统作为水源形式形成一套密闭的接力和增压方式，通过接力和增压供水的方式进行分析和处理，充分利用市政管网本身的压力势能，保证市政工程中自来水管网系统能够满足水质标准的一种科学供水方式。在分析和利用的过程中，运用负压抑制系统进行消除真空，利用稳定流调节罐适应和配合相应工作，从而保证最大程度上减少对其他用户的影响，保证供水系统的合理、平稳进行。

根据建筑物的进水点和进水状况进行分析，针对实际压力值进行综合处理，根据用水点所需的设计值设定工作压力上下区间，使得各种设备在投入应用的过程中，对其应用方式、应用措施和模式施行管理控制措施，设备投入运行后，市政工程水龙头过滤器在应用的过程中能够满足隔离层的稳定调节，保证掉接管在使用中其内部空气在负压抑制系统的处理中能够满足供水要求。

2叠压供水技术的应用优势

2.1能源的充分利用

叠压水技术是通过利用高效节能方式进行综合保证，实现“自行加压”系统与市政供水管网串联中的合理连接，确保在施工的过程中产生负压基础上进行分析确定和模式管理方。相对于传统水泵加压，能节电约50％左右，确保其供应效率能够满足供水系统应用方式。

2.2杜绝二次污染问题

随着人们对生活品质要求不断提升，向居民供给足够的生活用水已不再是市政给水管网工作的重点，向居民提供优质健康的生活用水成为市政建设工程的新要求。传统的市政给水管网主要是利用水泵加压的方式将自来水由地下抽入建筑屋顶的水箱中，再由水箱分散到各家各户中去，这种供水方式虽然很好的解决了高层建筑的供水问题，但屋顶水箱在长期使用中会滋生一些有害物质，造成水体污染，使得水资源遭受了二次污染。在解决给水管网系统中的二次污染的问题上，叠压供水技术的研发与应用很好的解决了这一难题，这是一种直接给水技术，在工作中是通过全封闭式的运行，不经过水箱的存储而是采用全封闭式的管网系统，保证了城市给水管道中的自由余氯不被挥发，避免了管道内出现各种细菌和藻类植物的生长，防止水源中滋生细菌或藻类生物，有效的避免了水体的二次污染。

2.3建设投资少

在当前的供水系统中，由于无需要修建地下水池和屋顶水箱，因此节省了建筑工程在施工中的空间结构投资和相应的技术利用方式，更保证了市政管网和水网应用的压力问题，成为当前分析和利用的主要手段。因此加压设计相对较少，而且在这一过程中选择的水泵应用功率小，各种能源消耗低。

3叠压设备运行对市政供水管网的影响

叠压供水设备正常运行时,相当于水泵从市政管网直接抽水,势必会对市政供水管网造成-定影响。以东湖丽苑泵房作为研究对象,分析叠压设备运行对市政供水管网的影响。该泵站采用“工频叠压+高位水池”供水方式,主要由高位水池向用户供水,并通过水池液位控制水泵的启停。共设三台型号为SLW125-160的单级单吸卧式离心泵,两用一备;通过DN400进水管从DN800市政管取水,进水管长约为12m。

试验装置如图1所示,在水泵进.出水口分别安装传感器I.2,由于进水管管径较大且管长较短,因此传感器I所测压力与接入点管网压力变化基本相同;进水总管安装电磁流量计,利用多功能转速记录仪记录水泵转速。

由于系统间歇性向山顶水池供水,相应地水泵也是间歇性启动,从水泵启动到系统流量稳定时间约为30s,时间较短,这段时间内市政供水管网因自身原因引起的压力变化较小，因此可通过比较启泵前和系统运行稳定后接入点管网压力值,得到叠压设备运行引起的接入点压力降。一些城市对叠压设备的使用做了严格限定，如“市政供水管与引入管管径比不得小于3/1”、“叠压设备运行时接入点压力降不得超过0.02MPa”因等。某泵站市政管与引入管管径比为2/1,系统实际运行时流量为390m'/h,超过设计流量约110m'/h。图2为启泵曲线。可知,在水泵启动过程中,管网压力没有出现较大的瞬时波动;系统流量增加到最大的过程中,接入点压力平缓下降约0.007MPa,远小于0.02MPa。当高位水池水位上升到停泵水位时,水泵立即由工频直接停车。图3为停泵曲线。

图1某泵站试验装置图

图2起泵曲线

图3停泵曲线

由图6可知，电机断电后水泵转速和系统流量急剧下降。出口最高与最低压力值分别为0.62和0.33MPa,较稳定时压力值分别变化32%、30%,且持续3s左右压力下降0.11MPa。接入点处管网最高与最低压力分别为0.38和0.17MPa,较稳定时压力值分别变化41%、37%,且持续3s左右压力升高近0.05MPa。水泵进出口均出现水锤现象,且每次停泵过程均可听到因水锤而产生的巨响,管道震动剧烈,直接影响系统自身安全。水锤波将传至市政管网,影响管网压力的稳定，导致直供水用户出水不稳定,甚至可能导致爆管等事故发生。

综上可知，启泵过程对市政管网影响较小;工频直接停泵产生的瞬时压力波动对城市供水安全具有一定威胁。对于“市政管网-→叠压设备→用户”这类供水方式,系统流量非事故情况下不会出现骤增骤减现象;结合叠压设备控制机理可知,启、停泵时，系统流量比较小，因而不会出现较大的瞬时压力波动;但为避免由于电力系统或电气设备突然发生故障、人为操作错误、雷电引发突然停电等原因引起的停泵水锤B，也应采取必要的水锤防护措施。对于带高位水箱的叠压供水方式，应尽量避免工频直接停泵;当必须采用I频直接停泵时,必须采取可靠的措施防止出现较大瞬时压力波动。

结语

总之，充分利用管网余压供水，尽量避免供水二次污染，做到节能节水环保，采用叠压供水技术取代传统供水技术是时代发展所需。因此，叠压供水技术的应用推广，需要技术研发部门不断完善技术各项标准，同时也需要政府的大力支持。我们要不断提高市政硬件设施水平、完善供水管理体制，促进叠压供水技术在市政给水管网中得到更为广泛的应用。

参考文献

[1]孙元帅.无负压供水设备在实践中的应用[J].山西建筑，2019.

[2]马戊环，无负压给水设备及管网准用的技术条件[J].给水排水.2015（7）：81-84.

[3]张炜.无负压供水技术在城市自来水供水系统中的应用分析与比较[J].四川建材，2019.