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管網疊壓系統水泵和壓力罐的選擇

時間：2012/2/26 來源：浙江揚子江泵業有限公司

某供水系統設計流量Q = 50 m3 /h,擬采用管網疊壓方式供水,加壓設備放在負一層,經水力計算水泵出口所需壓力HO = 720 kPa。相對于水泵出口的市政管網水壓變化范圍為180～260 kPa,即水泵運行的揚程范圍為460～540 kPa,經初步分析有以下2種選泵方案:

a. 2臺80DL ×3型水泵( 1用1備) ;

b. 2臺DA1 - 100 ×3 型水泵( 1 用1 備) 。取β =0. 5,比較2種方案所選水泵的適用性,相關技術參數對比見表1。

表1　不同方案的技術參數對比

技術參數	方案 ①	方案 ②
QA / (m 3 /h ^-1 )	32. 40	36. 00
QB / (m 3 /h ^-1 )	65. 16	72. 00
HA / kPa	648	582
HB / kPa	513	426
Hmax /kPa	540	540
HPmax /kPa	586. 7	549. 1
HC / kPa	364. 5	327. 4
Qmax / (m 3 /h^-1 )	50. 00	50. 00
QPm ax / (m 3 /h ^-1 )	60. 06	54. 74
QC / (m 3 /h^-1)	24. 30	27. 00

　經對比可知,雖然2個方案的大供水能力均滿足設計流量要求,市政管網水壓變化時水泵揚程也都在高效區的揚程范圍內,但方案a在以下幾方面優于方案b:

①　隨著生活水平的提高及衛生設施的完善,當建筑內部用水量增大時,方案a具有超過20%的發展空間,而方案b的發展空間不足10%;

②　由于方案a高效運行的下限流量小于方案b,如果設置小型氣壓水罐輔助供水,在氣壓水罐調節容積相等的條件下,方案a每小時的水泵啟動次數少于方案b,如果水泵每小時啟動次數相同,方案a所需調節容積小于方案b;

③相對于設定的工作壓力而言,在用水量大時,方案b只有9. 1 kPa的富余水壓,當市政管網低水壓受其他因素影響(如市政管網管壁結垢阻力系數增大、周邊用戶用水量增加、水頭損失增大等)而進一步降低時,難以保證大供水量,而方案a有46. 7 kPa的富余水壓,對市政管網水壓的下降有較大的適應性。

穩壓罐的選擇

《高層民用建筑設計防火規范》所指的增壓水泵,既指增壓用的增壓泵,也指穩壓用的穩壓泵,規范條文未予區分,而實際上增壓泵和穩壓泵在作用和功能上有所區別,其流量值也不相同。穩壓泵是消防泵的一種,用于自動噴水滅火系統和消火栓給水系統的壓力穩定,使系統水壓始終處于要求壓力狀態,一旦噴頭或消火栓出水,即能流出滿足消防用水所需的水量和水壓。穩壓泵和增壓泵,盡管都是增壓設施一種,穩壓泵運行在噴頭和消火栓未曾出流時,增壓泵工作在噴頭和消火栓已經出水,而消防用水的水壓不足,需增加水壓時。增壓泵用于噴頭和消火栓已經出流,而消防用水的水壓不足,需增加水壓才能滿足消防用水的水壓要求。其時,增壓泵的流量應保證一個噴頭或一個消火栓的出流量,即不小于1L/ s 或5L/ s。但增壓泵一經啟起,消防主泵隨后也隨之啟動,增壓泵的作用顯得并不十分迫切和必要。穩壓泵不同于增壓泵,系用于使自噴淋系統和消火栓系統始終處于要求的壓力工況條件,一旦出流即能滿足消防用水所需的水壓和水量要求。其作用是十分明顯的,因此規范所指的增壓水泵,實質上是指穩壓泵,尤其是自動噴水滅火系統的穩壓泵穩壓泵的流量值決定于諸多因素,其中較主要的因素有:

(1) 系統的類別　當穩壓泵用于自噴淋系統時,考慮一個噴頭的水量;而用于消火栓系統時,考慮一個消火栓的水量。

(2) 有無氣壓水罐配套設置有無氣壓水罐配套設置時,穩壓泵的流量按不大于一個噴頭或一個消火栓的水量計算。有氣壓水罐配套設置時,系統的水量補充和壓力保證是靠氣壓水罐來實施的,穩壓泵的流量只需滿足氣壓水罐對流量的要求,即穩壓泵的流量應考慮氣壓水罐的調節容積的因素。此時,穩壓泵流量應按氣壓給水設備罐內空氣和水的總容積和罐內水的容積計算公式計算確定。水泵出水量應為當罐內為平均壓力時,不小于管網大小時流量的112 倍。《高規》條文并無氣壓水罐必須配置的規定,但無氣壓水罐,穩壓泵啟動頻繁,容易損壞;有氣壓水罐,穩壓泵啟動頻繁問題可以得到緩解,系統的穩壓工況的保證能得到更好的體現。但需增加氣壓水罐的費用,一般情況配套設置的氣壓水罐容積毋需過大,容積以小于50L 為宜。

(3) 系統范圍　設有穩壓泵的準高壓給水系統(或稱穩高壓給水系統) ,其范疇有在室內的,也有室內和室外的。室內準高壓給水系統,管材采用鋼管,接口采用螺紋、法蘭或焊接連接,管網系統的滲漏主要發生在水泵的密封部位,其數量相對而言是有限的。而室內外準高壓給水系統,由于室外管材采用鑄鐵管,接口采用承插式連接,接口密封采用橡膠圈,管網的范圍較大,接口滲漏在整個滲漏量中占有相當比重。管道施工后隨即進行回覆土,有時接口部位用混疑土圍護加固,即便有滲漏,也很難采取補救措施。凡此種種都說明室內外采用準高壓給水系統時,穩壓泵的流量應留有足夠的余地。總的來說,穩壓泵的流量應根據不同情況作相應的調整。