浅谈管网叠压供水技术存在的问题及解决途径

来源：职称驿站所属分类：水力论文
发布时间：2013-01-06浏览：48次

　　摘要：本文简述了目前管网叠压供水系统基本应用原理，叠压供水技术的应用优势，并分析了供水系统存在供水设备的生产缺乏统一技术标准、现有市政管网客观条件难以满足大范围推广要求、连续供水可靠性下降等问题，以此提出了相应的解决办法和建议。

　　关键词：叠压供水,城市供水管网,供水可靠性

　　1叠压供水技术的应用原理

　　随着科学技术的发展，随着城市供水水质标准的不断提高，城市出现大量高层建筑，受城市给水管网技术上的约束，建筑高层的供水系统基本上是采用“城市自来水管网———地下蓄水池———提升水泵加压———顶层水箱———用户和城市自来水管网———地蓄水池———变频加压设备———用户”的传统给水模式。在该模式下，市政供水管网压力被浪费，由于水池水箱所引发的“二次污染”问题也倍受到整个社会的关注和重视。

　　叠压供水技术，在美国日本称为“直接给水技术”，二十世纪七八十年代就开始探讨和研究。在我国，则是在二十世纪九十年代年代后期才开始试用和接触的。它是直接以市政供水管网为水源形成连续密闭的接力增压供水方式，充分利用市政供水系统本身的压力势能，保持了市政供水管网到最终用户水质标准的同一性，最大力度地利用了变频调速增压补差的节能功效。同时，其负压抑制系统(即真空消除器)和稳流调节罐能联合运行工作，使得处于初端市政进水管道不会形成负压破坏，从而最大限度地减轻对其他用户的供水影响。

　　叠压供水系统的工作原理如下：首先依据建筑物的进水点实际压力值和使用水点所需的设计值设定系统工作压力上下区间。设备投入运行后，城市自来水通过过滤器和防污隔断阀进入稳流调节罐，罐内的气体从负压抑制系统(即真空消除器)渗出。调节罐的水压值与市政给水水压力相等。当市政供水压力值低于使用水点所需的设计压力值时，供水智能系统控制变频泵软启动，并根据用水量大小多少自动调节转速供水。若已在运行的水泵达到工频转速时，系统会自动软启动其他水泵变频运转，直到最终用户端的管道压力与设计压力值相同，从而实现恒压供水。反之，当高于用户所需的压力时，水泵停止运行,系统通过旁通止回阀向用户供水。

　　2叠压供水技术的应用优势

　　(1)充分利用能源：叠压供水技术将节能高效的变频供水设施变为数字控制全自动运行，实现“自动加压”系统与市政供水管网直接连接。在不产生负压的情况下充分利用市政管网余压，相对于传统水泵加压系统，电能节约50%左右。

　　(2)避免二次污染：叠压供水系统采用全封闭式运行，防止了异物进入系统。同时又确保了城市供水管道中的自由余氯不被挥发，抑制了藻类和细菌的生长，及时防止二次污染问题。

　　(3)建设更经济：由于叠压供水系统无需修建地下水池和顶层水箱，节省了建筑物的结构和土建投资。而且充分利用了市政供水管网的水压，因此加压扬程设计相对比较少，水泵选型也比较小，系统设备投资可以减少。

　　(4)减少管理成本：由于该系统成功防止并解决了水质二次污染问题，不需要在顶层再建设净化和补加余氯的设备，因而节省了水池、水箱的定时清洗和日常消毒费用。

　　(5)设备使用寿命延长：因为运行效率高，充分利用自来水原压力，水泵不做无用功。

　　(6)设备整体较为美观，噪音低，运行时不影响周围用户。

　　3 管网叠压供水技术存在的问题

　　由于叠压供水系统技术在我国尚处于工程应用的起步阶段，目前的应用水平较低，大量相关规范标准以及技术问题还有待研究解决，其中主要有以下几点：

　　3.1 叠压供水系统设备的生产缺乏统一技术标准

　　据不完全统计，现在叠压供水系统设备的生产厂家已从2005年的几家猛增到近千家。这些叠压设备厂家规模大小不一，技术和质量的差距甚大，基本处于“无政府管理”状态,导致叠压设备供水系统设备生产市场鱼龙混杂。其主要原因在于，目前没有国家统一的生产技术标准。至2007年开始，国家建设部开始委托技术力量较先进的企业制定行业标准。在一个标准还处于虚无状态的行业里，不可能设置非常高的进入门槛，自然市场上的管理也就令人担忧。因此，目前各地叠压供水系统设备的选取，完全依据当地供水企业设计人员的个人经验，或取决于领导决策，因而难以形成统一的专业水准。因此，市场上良莠不齐，用户也对使用效果评价反差较大。

　　3.2 现有市政管网系统现实条件难以满足大范围推广要求

　　叠压供水系统没有设置二次供水水池,其稳流调节罐内部的储存水量也只能满足该设备短时间的抽吸需求，如果大面积推广，则事实是上将分布于城市各地的高层建筑调节水池取消，原有的调动储蓄功能转由市政给水管网全部承受，从而进一步增加了城市供水的时变化系数，因此对市政供水管网系统提出更高的要求。对于市政管网系统间隙性供水、停水或供水压力不足、供水水量和水压波动变化过大的地区，使用叠压供水系统则会对周围用户用水产生较大影响。显然，目前我国大多数城市供水管网系统现存客观条件上难以满足大范围使用叠压供水的技术要求。

　　正因为这样，大多数都市的自来水公司包括水务集团对推广叠压供水持保守态度，更进一步的甚至是排斥态度。非常多的城市供水企业以《城市供水条例》“禁止在城市公共供水管道上装泵抽水”这一条例为由，直接禁止叠压供水系统的使用。据对国内的了解，也只有部分自来水企业，公开允许叠压供水系统的应用，并向社会公布了相应的准入条件：①在其供水范围内，如果符合叠压、设备安装技术要求的项目，都可以使用该系统;②对城市供水系统管网造成回流污染，危害水质的相关行业(如制药行业、印染行业、化工行业等)禁用;③设备的外接市政供水管线口径应大于或等于DN300mm。

　　3.3 连续供水的可靠性降低

　　《建筑给水排水设计规范》中规定：建筑物内的生活用水蓄水池的有效容积应按进水量与用水量变化曲线通过计算确定，当所需的数据资料不足时，宜采用最高日用水量的20%～25%确定。由于蓄水池的调节功能，建筑物引入管的设计流量可按不低于建筑物最高日平均时生活使用水量确定。当市政管网系统水压较低时，只要市政管网系统的供水量不低于平均小时流量，就可保证连续供水。在水池蓄满水的情况下，如果市政管网发生故障抢修时，仍然可继续供水4～6 h。而采用叠压供水技术时，当市政管网供水量低于建筑物设计秒流量时，稳压平衡器的压力会迅速降至与大气压相等，容器内水位也会随之开始下降。由于存水量非常少，水位会在较短的时间内降至最低控制水位从而使系统停止运行。随着叠压供水技术的进一步推广应用，以前管网系统中水池水箱数量会逐渐减少，对流量的调节作用也会逐渐消失，这会导致各建筑物用水高峰对市政管网的影响倾向于同步，极有可能出现供水中断现象。

　　4解决途径

　　4.1加强相关技术理论研究

　　叠压供水系统技术将市政给水系统与建筑内部给水系统连接成为一个整体，提压水泵串联在管网中运行，要研究采用叠压供水系统中市政给水系统与建筑内部给水系统的相互之间的影响及其规律，应该将两者作为一个整体来建立管网水力模型。经过理论分析研究、数值计算、现场数据测试论证等过程，研究在不同的市政管网状态参数下，对叠压供水系统的运行效率和可靠性方面所造成的影响，以及提压水泵直接从市政管网系统抽水时，会不会对市政管网所产生的不利影响及其影响的范围。对主要技术参数提出控制性指标，完善叠压供水技术的理论体系。

　　4.2完善行业标准规范

　　(1)叠压供水系统作为一种新型供水加压系统，可以节省大量的初始投资和运行费用，同时可以使城市供水系统优化，使之更加节能、高效和安全，但目前国家标准和行业标准的制定明显滞后。建议相关部门，应加快步伐，在叠压供水技术的应用相对成熟后，尽快建立和完善相关行业标准以及相关条例。

　　(2)通过行政管理和市场监督手段，规范和建立相应的法律法规，严格按照企业标准对厂家设备进行周期性抽查，迫使淘汰企业厂家退出该行业的生产机制。

　　(3)政府部门应该积极创造条件，为叠压供水系统提供政策支持。作为城市水品质的新技术应用中，政府的放任不管或管得过死都会对这一还未成熟的行业造成不利影响，建议政府部分在严格执行相关法律法规的条件下，大力鼓励这一新型技术的推广，为该供水系统的日渐成熟提供有利社会环境。

　　参考文献：

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　　[4]张炜.无负压供水技术在城[J]四川建材.2009(4). 中国给水排水，2005，05

《浅谈管网叠压供水技术存在的问题及解决途径》

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