探討疊壓供水系統(tǒng)技術(shù)與改進(jìn)

摘 要：目前市政給水規(guī)范中，關(guān)于疊壓供水仍缺乏相應(yīng)的技術(shù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，因此，在工程實(shí)踐中，供水企業(yè)存在理解上的差異。本文通過對(duì)疊壓供水技術(shù)的應(yīng)用和推廣應(yīng)用存在問題進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：疊壓供水；優(yōu)點(diǎn)；加壓設(shè)備；發(fā)展

由于供水水壓不足，市政給水管網(wǎng)中普遍設(shè)置二次加壓給水設(shè)施，以滿足終端用戶的用水要求。目前，二次加壓給水設(shè)施主要有三種類型，一種為：地面貯水池→加壓水泵→高位水箱→用戶，其特點(diǎn)是設(shè)有水池、加壓水泵及水箱，有一定的調(diào)節(jié)儲(chǔ)量，水泵運(yùn)行工況穩(wěn)定，供水安全性較高；缺點(diǎn)是水泵吸水不能利用市政管網(wǎng)的自由水頭，造成較大的浪費(fèi)，設(shè)置水池及水箱也需定期清洗維護(hù)，對(duì)用水衛(wèi)生不利。第二種類型為較早的疊壓供水系統(tǒng)：市政管網(wǎng)→疊壓供水設(shè)備→用戶，其特點(diǎn)是水泵直接從管網(wǎng)吸水，可利用管網(wǎng)的自由水頭節(jié)約電耗，水泵流量可自動(dòng)調(diào)節(jié)以適應(yīng)用戶用水量的不斷變化，用水不經(jīng)過水池及水箱，水質(zhì)不易受到污染，但這種疊壓設(shè)備即便經(jīng)過精確的計(jì)算也極易使市政管網(wǎng)形成負(fù)壓，如周邊有利用直接市政壓力供水的用戶，用水會(huì)受到影響。第三種類型為較早的疊壓供水系統(tǒng)的改良版：市政管網(wǎng)→地面貯水池→疊壓供水設(shè)備→用戶，市政管網(wǎng)與用戶旁通連接，同時(shí)設(shè)置壓力傳感器和電動(dòng)閥門。其特點(diǎn)是利用管網(wǎng)的自由水頭節(jié)約電耗，水泵流量可自動(dòng)調(diào)節(jié)以適應(yīng)用戶用水量的不斷變化，又不對(duì)管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓；用水經(jīng)過水池的水經(jīng)常流動(dòng)不易形成死水，水質(zhì)不易污染。目前，二次加壓給水設(shè)施以第一類設(shè)置水箱的居多，但目前已經(jīng)處在淘汰的邊緣。第二類加壓供水設(shè)備對(duì)市政管網(wǎng)運(yùn)行的影響相對(duì)復(fù)雜與多變，在實(shí)際使用過程中還存在一些限制。第三類加壓供水設(shè)備雖然應(yīng)用較晚，但基于其節(jié)能、衛(wèi)生及對(duì)管網(wǎng)不產(chǎn)生負(fù)壓等優(yōu)點(diǎn)，近年在工程上得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文就變頻疊壓供水設(shè)備（簡(jiǎn)稱疊壓供水設(shè)備）的發(fā)展，及應(yīng)采取的技術(shù)措施進(jìn)行分析與探討。

一、疊壓供水應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）能源的充分利用：

疊壓供水技術(shù)是通過利用高效節(jié)能方式進(jìn)行綜合保證，實(shí)現(xiàn)“自行加壓”系統(tǒng)與市政供水管網(wǎng)旁通連接，確保在施工的過程中產(chǎn)生負(fù)壓基礎(chǔ)上進(jìn)行分析確定和模式管理方式。相對(duì)于傳統(tǒng)水泵加壓，能節(jié)電約50%左右，確保其供應(yīng)效率能夠滿足供水系統(tǒng)應(yīng)用方式。

（2）方便安全管理，杜絕二次污染：

疊壓供水技術(shù)取消屋頂水箱，設(shè)置泵前集水箱，集水箱與供水設(shè)備一起布置在專門的生活給水泵房?jī)?nèi)。泵房實(shí)行專人管理，對(duì)供水巡視檢查、設(shè)備的控制操作、設(shè)備的維修保養(yǎng)等設(shè)置專門的管理制度。對(duì)濁度儀、余氯儀定期校準(zhǔn)和更換藥水，對(duì)水箱定期清洗。保證了用水系統(tǒng)的清潔性，避免了二次污染的產(chǎn)生和影響因素。

二、疊壓供水的發(fā)展過程

節(jié)能減排是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇，而疊壓供水設(shè)備的主要工作特點(diǎn)正是利用了市政管網(wǎng)的自由水頭來進(jìn)行疊壓供水以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，因此具有重大意義，但應(yīng)用起來還存在以下問題。

（1）與第一類設(shè)置屋頂水箱相比，第二類加壓供水設(shè)施即早期的疊壓供水系統(tǒng)的瞬時(shí)給水流量較大，容易導(dǎo)致市政管網(wǎng)較大的水壓波動(dòng)，影響周邊用戶的正常用水，甚至使管網(wǎng)出現(xiàn)負(fù)壓，管網(wǎng)水質(zhì)極易受到二次污染。

（2）早期的疊壓供水設(shè)備通常配套有一個(gè)容積有限的緩沖罐，其作用就是當(dāng)市政管網(wǎng)水壓升高時(shí)作為承壓水罐，反之管網(wǎng)水壓下降到一定壓力時(shí)作為開敞的常壓水箱，以此來達(dá)到防止管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓的目的。為此，生產(chǎn)廠家通常是在設(shè)備的吸水側(cè)設(shè)置電接點(diǎn)壓力表，根據(jù)市政管網(wǎng)水壓的高低來控制吸水管上電控閥門的開關(guān)，即當(dāng)管網(wǎng)水壓低于設(shè)定值時(shí)電控閥門關(guān)閉，高于設(shè)定值時(shí)開啟。筆者認(rèn)為，使用電接點(diǎn)壓力表是一種可靠性不高且易人為干擾的控制方式，用戶可以隨意調(diào)節(jié)設(shè)定值，自來水公司難以監(jiān)控，因此，實(shí)際運(yùn)行中難以做到不產(chǎn)生負(fù)壓，推廣應(yīng)用也就有了一定的困難。

（3）早期的疊壓供水設(shè)備的緩沖罐容積小，可以認(rèn)為沒有實(shí)質(zhì)性的調(diào)節(jié)儲(chǔ)量，對(duì)于市政管網(wǎng)為枝狀管網(wǎng)供水的用戶，這個(gè)問題顯得更加突出；另一方面，當(dāng)設(shè)置并充分發(fā)揮調(diào)節(jié)水箱（水池）的調(diào)節(jié)作用時(shí)，對(duì)市政管網(wǎng)在高峰用水期將有較大的調(diào)節(jié)作用，可以改善管網(wǎng)的高峰用水緊張狀況，緩解管網(wǎng)高峰供水壓力，有利于提高整個(gè)管網(wǎng)的運(yùn)行效率。

（4）早期的疊壓供水設(shè)備是以其高效節(jié)能與衛(wèi)生的主要優(yōu)點(diǎn)推向市場(chǎng)，但當(dāng)在城市的市政管網(wǎng)中不加控制地采用時(shí)，總體很可能無法取得預(yù)期的節(jié)能效果。對(duì)于城市，市政管網(wǎng)具有最佳效益供水水壓線，對(duì)于某一供水區(qū)域，市政管網(wǎng)的最佳效益供水水壓線并不能保證安全供水，在設(shè)置了疊壓供水設(shè)備的區(qū)域，只有當(dāng)市政管網(wǎng)處于最佳效益供水水壓線和疊壓供水設(shè)備的運(yùn)行工況點(diǎn)均同時(shí)處在高效區(qū)段內(nèi)時(shí)，管網(wǎng)供水才能獲得最高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益。但實(shí)際情況是我國2/3以上的市政管網(wǎng)高峰期用水緊張，供需矛盾突出，導(dǎo)致實(shí)際供水水壓線嚴(yán)重偏離最佳效益供水水壓線，此時(shí)管網(wǎng)給水泵的運(yùn)行工況點(diǎn)往往不會(huì)處在高效區(qū)段內(nèi)，這樣也就難以保證據(jù)此選擇的疊壓供水設(shè)備處于高效運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)能的效果也就打了折扣。

三、技術(shù)改進(jìn)途徑

疊壓供水設(shè)備的采用應(yīng)該是節(jié)能的，對(duì)用戶而言主要是考慮供水的安全可靠性，對(duì)城市自來水管理部門而言，重要的是不能影響其它用戶的水壓，還要方便管理，因此，第三類供水加壓設(shè)施-新型的疊壓供水方案就誕生了：

（1）合理設(shè)置調(diào)節(jié)水箱。水箱容量宜根據(jù)最大設(shè)計(jì)小時(shí)用水量與平均設(shè)計(jì)小時(shí)用水量綜合確定。

（2）應(yīng)以周邊用戶要求的最低供水水壓作為設(shè)定值（最不利層高+5 m水頭，一般為自由水壓0. 15～0. 2MPa）。正常情況下，管網(wǎng)水壓下降到低于設(shè)定值時(shí)，不得直接從管網(wǎng)吸水，自動(dòng)轉(zhuǎn)換抽取調(diào)節(jié)水箱的水；管網(wǎng)水壓上升到高于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)直接從管網(wǎng)吸水；必要時(shí)，調(diào)節(jié)水箱的進(jìn)水時(shí)段自動(dòng)避開管網(wǎng)用水高峰。

（3）設(shè)置雙重安全措施，即任何情況下要求做到正壓吸水，以確保用水衛(wèi)生安全。正壓水頭宜考慮市政消防要求的最低供水水壓，建議取5～10 m自由水頭。

（4）調(diào)節(jié)水箱設(shè)進(jìn)水流量控制裝置，使水箱進(jìn)水流量均勻，充分發(fā)揮水箱的調(diào)節(jié)作用。

四、改進(jìn)的疊壓供水設(shè)備應(yīng)具備的特點(diǎn)

筆者經(jīng)過認(rèn)真研究，在滿足上述技術(shù)要求的前提下完成了疊壓供水設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)，與市場(chǎng)現(xiàn)有的相比，改進(jìn)的疊壓供水設(shè)備有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）能將疊壓供水設(shè)備的節(jié)能特點(diǎn)與市政管網(wǎng)的高效運(yùn)行結(jié)合在一起，設(shè)備的運(yùn)行能夠自動(dòng)適應(yīng)市政管網(wǎng)用水高峰的變化情況，有利于緩解市政管網(wǎng)高峰供水壓力。

（2）取消緩沖罐，代之以開式水箱，具有較低的生產(chǎn)成本。

（3）除疊壓供水設(shè)備的出口水壓采用電接點(diǎn)壓力表控制外，其他水壓及安全控制措施均采用水力全自動(dòng)控制方式，簡(jiǎn)單可靠，使用壽命長(zhǎng)，控制參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)不可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)工作狀態(tài)，且方便自來水公司核查管理。

五、結(jié)術(shù)語

近年來，隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑日益增多，二次供水設(shè)施成為自來水供水管網(wǎng)建設(shè)中不可缺少的一部分，已經(jīng)成為城市生活飲用水的一種常態(tài)供水方式，其安全運(yùn)行關(guān)系著千家萬戶居民的正常生活用水。但隨著疊壓供水技術(shù)越來越完善，應(yīng)用越來越廣泛，另一個(gè)供水矛盾的問題也逐漸的凸顯出來，就是中國大部分城市的供水管網(wǎng)老化，最新敷設(shè)的供水管道都是采用焊接鋼管、鑄鐵管等，管道材質(zhì)不滿足城市供水的使用要求。還有在城市的部分供水管網(wǎng)末梢，因?yàn)樗畨鹤冃∷魉僮冃〉仍颍芫W(wǎng)內(nèi)長(zhǎng)期集結(jié)了大量的水垢，使用戶的用水水質(zhì)得不到保障。不斷更換以往陳舊的管網(wǎng)及在二次供水的前端增加二次水處理工藝措施將是未來城市供水發(fā)展的方向。