无负压变频恒压供水分析探讨

陈 然，徐 浩

(成都市第一建筑工程公司，四川成都610017)

1 无负压变频恒压供水特点

节约资源、绿色环保、无二次污染。城市自来水管网的自身压力可以被设备有效利用，变频泵的功率降低，同时不需要配置转输水箱、消毒设备，既减少空间占用，又降低初期投资和后期运行费用，节电效果明显，更有利于保证施工质量；系统是真正的闭环系统，污染源头被彻底切断，保证了水质标准，供水安全、卫生。

2 施工工艺

2.1 设备工作原理

设备工作原理示意见图1。

图1 设备工作原理示意

2.2 施工过程中的改进

在施工过程中发现，虽然无负压变频给水设备本身带有储水压力调节罐，但因其容量偏小，当市政管网压力出现波动时，容易造成误动作。因此在实际施工中，我们在无负压变频设备前端增设稳压阀，消除管网水锤对系统的影响。

系统工作的前提是保证不对市政管网造成负压供水，在无负压变频给水设备实际运行过程中，曾经出现真空消除器故障、导致管网出现负压的情况。为了进一步保证无负压供水，因此，在进水管前端增设负压检测装置和电动闸阀，当设备出现真空消除器故障导致市政管网产生负压时，先停水泵后关闭闸阀并报警，形成双重无负压保护，以确保系统不对市政管网造成影响。

2.3 施工工艺原理

施工工艺原理见图2。

图2 施工工艺原理

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图3。

图3 施工工艺流程

3.2 操作要点

3.2.1 施工准备阶段

(1)与建设单位、设计单位和设备生产厂家充分沟通，确定无负压变频给水设备的具体参数、外形尺寸，并要求厂家在控制柜中预留强制停泵信号和关闭电动闸阀的输入、输出节点，时间继电器和报警警铃。

(2)根据变频给水设备的参数、规格，确定负压检测装置、稳压阀以及电动闸阀的型号和参数。

(3)绘制安装大样图：根据负压检测装置、稳压阀以及电动闸阀的型号，在设备前端预留出足够的安装空间，再根据大样图对施工图纸进行细化，设备基础放样、定位。

(4)班组技术交底：组织班组人员熟悉图纸和有关技术文件资料，对班组人员进行工作内容分工，将各工序的施工方法、技术要求和质量标准作为交底的主要内容。

(5)机具准备。包括测量检测仪器的检验与校准、起重设备的检修维护、电动工具的保养等。

3.2.2 设备基础施工

(1)复核设备基础：根据测量放线情况对基础施工进行复核，保证设备基础尺寸准确，设备安装、检修空间符合规范要求。

(2)安装设备基础：按设计要求和设备技术文件规定确定混凝土强度等级，混凝土浇筑后须保证养护周期。设备基础四周要设置排水沟。设备基础内预留地脚螺栓孔，待设备就位后再二次浇灌。

3.2.3 水泵及罐体安装

(1)开箱检查。按水泵装箱清单清点泵的零件和部件、附件和专用工具；防锈包装完好，无损坏和锈蚀；管口保护物和堵盖完好；核对泵的安装尺寸，与工程设计相符合。

(2)水泵及罐体安装。整体安装的水泵其水平误差，纵向水平偏差≤0.10/1000，横向水平偏差≤0.20/1000，检查位置为水泵的进出口法兰面或其他水平面，分别纵、横向放置水平仪进行检测；解体安装的水泵其水平误差，纵、横向均≤0.50/1000，检查位置为水泵的水平中分面、轴的外露部分以及底座，分别纵、横向放置水平仪进行检测。

3.2.4 管道及附件安装

(1)管道内部和管端需清除杂物、清洗干净；密封面和螺纹不得有损伤。

(2)水泵的进、出管道有各自支撑架，泵体不得直接承载进、出管道的重量。

(3)相互连接的法兰端面应平行，螺纹管接头要对中，不得借法兰螺栓或螺纹管接头强行连接，泵体不得受外力而产生变形。

(4)泵体与管道连接后，要复检水泵的水平误差；当发现因管道连接引起偏差后，要及时调整管道。

3.2.5 负压检测装置、电动闸阀以及稳压阀安装

(1)安装顺序。从市政管网主管进水口开始，依次为：负压检测装置→电动闸阀→稳压阀→变频给水设备。

(2)电动闸阀、稳压阀之间及其两端必须设置单独支架，确保其安装的牢固与稳定。

3.2.6 电气连接

(1)配电柜、控制柜安装。落地动力配电箱的基础符合要求，且对埋入基础的电线导管、电缆导管进行检查，箱体开孔与导管管径适配，才能安装箱体；箱柜的金属框架及基础型钢必须可靠接地(PE)或接零(PEN)；门和框架的接地端子间应用裸编织铜线连接，且有标识；箱(盘)内接线整齐，回路编号齐全，标识正确。

(2)水泵电机接线。电源线穿包塑防水可挠金属软管接入水泵接线端子盒，其长度应能保证电源线自然弯曲，不得绷紧，可挠金属软管两端采用防水锁扣与接线盒固定；端子采用压接镀锡铜端子，利用螺母固定在电机端子板上，螺母与铜端子之间必须加平垫圈与弹簧垫圈。

3.2.7 调试与试运行

(1)绝缘检测；

(2)水泵电机运转方向调整；

(3)负压检测信号的输入与输出：负压检测信号接入控制柜中预留的输入节点，当有负压信号输入时，控制柜输出报警和强制停泵的信号，同时延时2到3秒输出关闭电动闸阀的信号，该组输出控制信号具有最高优先逻辑；

(4)屏蔽设备前端的负压检测、稳压阀等装置，对设备进行单独调试：通过调整输入流量分别模拟流量满足设计要求与不满足设计要求这两种情况，检查设备在流量满足要求情况下是否正常运行，不满足流量要求情况下是否可靠停泵；再选取不同楼层分别打开用水点，模拟输出压力的变化，检查水泵变频调速装置是否正常运行；

(5)将设备与前端的负压检测、电动闸阀、稳压阀等装置联通，进行试运行，检查系统的运行情况；再利用屏蔽电信号等手段模拟设备真空抑制器失灵的情况，检查系统报警、停泵、关闭阀门等后备安全措施是否正常。

4 运用效果

无负压变频恒压供水设备是在城市自来水管网自身压力的基础上进行二次加压供水，其变频加压泵的功率更小，同时不需要配置转输水箱、消毒设备，既减少空间占用，又降低初期投资和后期运行费用，经济效益明显。

以流量48 m3/h、扬程108 m的变频供水设备为例，各项费用的比较如表1所示。

表1 施工费用比较

5 结论

通过对无负压变频供水技术的研究探讨后，对原厂家给出的工艺技术进行一定的整合和加深，使得该系统更加利于使用，在市政自来水管网流量能够满足设计要求、但需要加压供水的普通工业与民用建筑的生活给水系统，特别是在我国南方自来水管网供水量充足的地区，更具有推广应用价值。

用水集中、瞬间用水量过大的用户，用水保证率要求高、不允许停水的用户，以及对有毒物质、药品等危险化学品进行加工、制造、贮存的工厂、科研单位、仓库等不宜使用该工艺设备。