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无负压供水设备在泵组选型时的设计要点

来源:北京永创供水作者:李阳网址:http://www.bjshuixiang.com/h-nd-169.html

无负压供水设备在泵组选型时的设计要点

  选择主泵

  根据《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003(2009年版)3.6节计算供水系统的设计流量Qg(m3/h),对不同的建筑类别和居住小区的大小选择不同的公式计算确定供水系统设计流量Qg(m3/h)。并确定所需主泵扬程H主泵 (MPa): H计算=Ho+△H+∑h,式中:Ho―用水点要求的正常水压(MPa),△H―水池最低水位至系统供水管网最不利点的几何高差(MPa),∑h―管网沿程阻力与局部阻力之和(MPa)。

  一般主泵采用的组合有:

  三泵组合(其中一台备用)、四泵组合(其中一台备用)等,用于泵组组合的各单泵的流量、扬程一般均相同,有利于单泵间具有互换性。另外因为泵组的水泵在最大设计流量下不可能让水泵全部工频运行,所以单泵的流量应选大些,具体选泵如下:三泵组合(其中一台备用)时:2Q主泵≥1.1Qg;H主泵≥H计算

  四泵组合(其中一台备用)时:3 Q主泵≥1.2Qg;H主泵≥H计算

  设计时可根据需要进行组合选配单泵的数量,单泵的流量也可不同,计算方法同上。选择主泵时看水泵的Q~H特性曲线,应是随流量的增大,扬程逐渐下降的曲线,且主泵在额定转速时的工作点,应位于水泵高效区的末端。

  选择辅泵

  辅泵的设计流量Q辅泵通常可按照单台主泵设计流量Q主泵的1/3~1/2直接选取;辅泵的扬程需根据选择的辅泵类型确定不同计算方法:第一种情况,所选辅泵也有变频器变频供水时,管网不设置气压水罐。在用水量小流量时,当泵组最后一台主泵运行频率降至其小流量工作频率时自动停泵同时开启辅泵,辅泵则担当起变频供水的角色,模式与主泵变频供水相同。故笔者认为,在这种情况下,辅泵满频供水时对应于出流量Q辅泵时的扬程可与主泵满频供水时对应于出流量Q主泵时的扬程相等,即等于管网压力设定值;第二种情况,所选辅泵变频供水时,管网设置气压水罐。在用水量小流量时,当泵组最后一台主泵运行频率降至其小流量工作频率时自动停泵同时开启辅泵,供水模式由主泵恒压变频供水转变为由辅泵和气压水罐变频气压给水;当用水量持续减小到辅泵的最低工作频率时,辅泵退出工作,辅泵停泵前会加速运转以提高其供水扬程,当扬程高于辅泵恒压变频设定值0.03~0.05 MPa时,停泵由气压水罐供水。为保持管网压力恒定,笔者认为,在这种情况下,辅泵满频供水时对应于出流量Q辅泵时的扬程应等于主泵满频供水时对应于出流量Q主泵时的扬程相等,即等于管网压力设定值。第三种情况,所选辅泵工频供水时,管网设置气压水罐。在用水量小流量时,供水模式由恒压变频给水变为由辅泵和气压水罐差压式气压供水。当泵组最后一台主泵在降至其小流量工作频率时自动停泵,由气压罐配合辅泵供水,辅泵启泵压力即气压水罐内最小压力P1,取P1= Ho′+△H+∑h′,式中:Ho′―用水点要求的最小水压(MPa),△H―水池最低水位至系统供水管网最不利点的几何高差(MPa),∑h′―在辅泵的额定流量下管网沿程阻力与局部阻力之和(MPa), 辅泵停泵压力即气压水罐内最大压力P2,P2若取得太大,容易引起管网和用户端超压,取得太小则气压水罐调节容积小,辅泵启动频繁,通常取P2=P1+(0.05~0.15)MPa。为了充分利用小气压水罐的调节容积,使辅泵运行时气压水罐内压力能达到最大压力设定值P2,笔者认为,在这种情况下,辅泵对应于额定流量Q辅泵时的扬程应等于P2。计算出流量和扬程,就可以根据具体工程所需选择合适的辅泵。

  选择气压水罐

  气压水罐在变频调速供水中的主要作用是:用于调节损失瞬时用水量变化,稳定主泵、辅泵切换过程的压力波动,实现小流量节能供水,消除停泵水锤,在建筑物投入使用初期,入住率较低的情况下,配合辅泵或主泵供水,避免辅泵、主泵频繁启动。以上功能均通过气压水罐的调节容积来实现。

  在无辅泵的变频恒压供水设备中,气压水罐调节容积应满足单台工作主泵工频运行90秒的供水量;而在有辅泵时,气压水罐调节容积除应满足与辅泵配合工作(按1小时内辅泵启动次数来确定)外,还不应小于主泵切换时所需稳压流量,即单台工作主泵工频运行90秒的供水量。

  计算出气压水罐的调节容积和总容积,就可以根据具体工程所需选择合适的气压水罐。