如何計算中區高區無(wú)負壓設備及選型

 

一、 實(shí)際情況及原設計要求：

      項目地址位于市，市政水壓為0.3Mpa，市政主管DN100mm，小區接入管DN150mm，泵房放置在地下室負一層，預計4.5米。

      項目為住宅小區，加壓區域分布如下：

      1～4層，采用市政管網(wǎng)直接供水；

      5～27層，共有299戶(hù)；

 

二、根據提供供水技術(shù)參數，本公司做無(wú)負壓設備供水方案如下：

      1、市政管徑DN100mm小區接入管在DN150mm，符合無(wú)負壓設備的管網(wǎng)接入要求，因此本項目采用無(wú)負壓供水模式。

      2、我推薦采用中區、高區分開(kāi)設備供水的結構，不采用減壓閥減壓，保證用水安全，今后的運行能耗較低。

      3、設備按全不銹鋼配置，變頻器采用ABB產(chǎn)品，PLC工控系統采用施耐德產(chǎn)品，設備需要加裝防負壓保護模塊、Y型過(guò)濾器、超高壓保護系統。   

 

三、設備的參數計算：按照GB50015-2003設計規范（3.6.4公式計算）

1、 流量：（299戶(hù)住宅）

      本項目需要加壓的用戶(hù)共299戶(hù)，按每戶(hù)4口人計算，共1196人，按GB50015-2003的設計規范小區3000人以下，按衛生潔具用水當量計算秒流量。

用水當量按GB50015-2003表3.1.14以及計算公式3.6.5的注解3當量為：洗滌盆1只（N=1.0～1.5）；大便器2具（N=0.5～6.0）；洗臉盆2只（N=0.75×2＝1.50）；淋浴器2具（浴盆）（N=1.0×2＝2.0）；洗衣機水嘴1個(gè)（N=1.0）。

小計：戶(hù)當量Ng=6.5管段的當量總數：∑N=6.5×299=1943.5

用水定額(q0)：250L/人．d；戶(hù)均人數（m）：4人。

用水小時(shí)數（T）：24h；時(shí)變化系數Kh=2.3。

則：a)最大用水時(shí)衛生器具給水當量平均出流概率（U0）：

U0= q0m Kh÷（0.2×Ng×T×3600）

=250×4×2.3÷(0.2×6.5×24×3600)

=0.02 b)管段的當量總數：

查表附表C,加權平均法計算系數(αc)：0.01097

c)管段的衛生器具給水當量同時(shí)出流概率（U）：

U=[1+αc（∑N-1）0.49]÷√∑N

=[1+0.01097×（1943.5-1）0.49]÷√1943.5

=0.035 d)管段的設計秒流量（qg）：

qa=0.2×U×∑N

=0.2×0.046×929.5

=13.78 (L/S) 住戶(hù)的用水最高峰流量為：

13.78×3.6＝49.61（m3/h）

若按人均用水定額計算住戶(hù)的用水平時(shí)流量為：

用水定額(q0)：170～300L/人．d；  戶(hù)均人數（m）：2～4人。

用水小時(shí)數（T）：24h；          時(shí)變化系數Kh=2.3～2.8。

299×3×170×2.3÷24÷1000＝14.6m3/h

因此，無(wú)負壓設備的總流量應滿(mǎn)足49.61m3/h，設備的單臺流量應接近平時(shí)用水量14.6m3/h的要求，平時(shí)用水一臺水泵運行可以滿(mǎn)足非高峰期用水要求。

小流量用水：小區的入住是逐漸增多的過(guò)程，為了便于先入住的小部分住戶(hù)用水，住戶(hù)家庭裝修用水及全部入住后夜間小流量用水，本設備中配套夜間供水輔泵1臺，夜間輔泵流量應小于單臺流量的1/6，即2.43m3/h，夜間運行輔泵，主泵處于休眠狀態(tài)，更安全節能，并且減少夜間噪音污染。

 

無(wú)負壓設備水泵揚程的確定：

最高供水高度為4.5+3×27＝85.5米；

按設計規范（GB50015-2003）計大便器溢出水頭15米；

按設計規范（GB50015-2003）計算小區沿途損、局部損失＝5.5米（核查海登威廉系數）；

設備套內局部損失：每臺水泵出水管配有2個(gè)蝶閥，1個(gè)止回閥，2個(gè)橡膠接頭，按閥及彎管折合直管長(cháng)度計算管阻=個(gè)數*折合直管直徑倍數*直徑

合計無(wú)負壓設備的套內局部損失≈1.2米

市政管網(wǎng)的平均壓力為0.32Mpa，在自來(lái)水公司的要求下無(wú)負壓設備需要加裝倒流防止器、Y型過(guò)濾器，以及原有的水表、總管閘閥，合計局部損失9米。

因此市政管網(wǎng)可疊壓為30-9＝21米≥10米（滿(mǎn)足無(wú)負壓設備的疊壓要求），無(wú)負壓設備按照15～20米核算疊壓；

水泵出水揚程＝85.5+15+5.5+1.2-20＝87.2米              

 

控制方式的選擇，水泵型號的確定

根據《給水排水設計手冊－第2冊建筑給水排水》1.9.3中對變頻控制設備的選擇：

本項目使用2+1臺水泵工作，主泵互為備用，根據用水量變化自動(dòng)增減泵.

主泵型號50GDL18-15×6 Q＝18m3/h，H=90m，N=11KW   3臺

輔泵型號25GDL4-11×8   Q＝4m3/h， H=88m，N=3KW   1臺

水泵揚程90米，主泵加輔泵總流量54m3/h，滿(mǎn)足設備總流量的要求。

 

穩流罐的選型

穩流罐的作用：市政管網(wǎng)與無(wú)負壓設備之間的隔斷，與真空消除器、無(wú)水保護系統同時(shí)作用，保護自來(lái)水管網(wǎng)不會(huì )形成負壓，穩流罐的容積按行業(yè)標準選擇：

穩流罐的容積按行業(yè)標準計算：總容積＝30～60秒過(guò)流量

即60×49.6÷3.6＝826.67L

穩流罐選用DN800mm的臥式罐，型號：WL800，總容積：800L。

 

高壓氣壓罐的選擇

高壓氣壓罐布置在設備出水管道上，由泵組自動(dòng)補壓，根據出水壓力值選擇氣壓罐的壓力等級，高壓氣壓罐的有效水容積按總流量的3秒計算：

49.6÷3.6×3＝41.34L，選擇型號SQ400-0.6Mpa，有效水容積11-57L。

主要作用：

（1） 吸收水泵出水超壓部分壓力；吸收回水壓力；避免水錘；

（2） 與輔泵組合提供夜間小流量供水；補充局部小流量；

（3） 高壓氣壓罐由泵組自動(dòng)補壓，可以在泵組切換時(shí)，平衡管路的壓力值；

（4） 由于高壓氣壓罐有儲能的作用，可以減少及防止水泵頻繁啟動(dòng)，延長(cháng)主泵使用壽命節約能源。

 

防負壓模塊及其他配置

1）進(jìn)水管閘閥：用于成套設備檢修、故障時(shí)停水 。

2）進(jìn)水管前壓力表+電動(dòng)閘閥+電氣控制回路：在自來(lái)水公司要求的0.10Mpa的最低進(jìn)水壓力時(shí)，截斷水流，保護自來(lái)水管網(wǎng)，同時(shí)水泵不會(huì )無(wú)水運行（柳州水司強制安裝）。。

3)倒流防止器：保護無(wú)負壓設備不會(huì )因為回水流的改變損害市政管網(wǎng)（柳州水司強制安裝）。。

4）Y型過(guò)濾器：配套在DN150的進(jìn)水段，用于過(guò)濾自來(lái)水因維修等原因進(jìn)入小區給水主管的沙石等雜質(zhì)。

5)超高壓保護裝置：保護管網(wǎng)在水泵突然失效時(shí)不會(huì )爆管。

 

無(wú)負壓設備的型號：

ZWL9/16－0.8LP-2+1GQ （詳細配置清單附后）

水泵運行說(shuō)明： 

1、夜間用水量小時(shí)：市政管網(wǎng)的壓力較大，此時(shí)由氣壓罐+夜間輔泵提供補充壓力，供水量：0～60L，滿(mǎn)足夜間12次衛生間的用水，主泵處于休眠狀態(tài)；

2、夜間用水較大時(shí)，啟動(dòng)夜間輔泵，流量范圍60L～4 m3/h；

3、平時(shí)用水：變頻1#11KW的主泵、供水量4～36m3/h；

4、高峰期用水：將1#泵切換為工頻，變頻啟動(dòng)2#泵流量36～54m3/h；

5、當全部客房同時(shí)用水時(shí)，將3臺主泵同時(shí)開(kāi)啟，總流量54 m3/h。

6、當用戶(hù)用水量減小時(shí)，系統將按先開(kāi)先停順序逐臺關(guān)閉工頻泵。當另一供水周期到達時(shí)則又先開(kāi)2#泵，而1#、3#泵備用。如此周期循環(huán)工作，三臺泵輪換互為備用。

 

無(wú)負壓設備運行費用：

能耗：11KW×0.8元÷18 m3=0.48元（將每立方水提升至27層所需要的電費）

由以上分析可見(jiàn)，采用我公司推薦的無(wú)負壓設備（1）節約占地面積（2）節約設備的資金投入（3）大大節約運行費用（4）具有備用流量，設備運行更合理。不僅如此，我公司無(wú)負壓穩流設備在控制設備核心變頻器上采用進(jìn)口品牌ABB公司ACS510系列產(chǎn)品，加上配套噪音低、效率高，靈活性好、外型美的水泵及管閥，品質(zhì)高檔、運行可靠！