专利名称：一种二次加压泵站供水系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种市政工程中供水管网中途或末端加压系统，尤其涉及一种二次加压泵站供水系统。
背景技术：
随着城市的发展，城市供水二次加压泵站已经是小区和城市高层建筑给水中不可缺少的组成部分，这是因为城市给水管网局部水压不够高，不能将水直接送到高层，给水管网末端的水压更低，这样就必须通过二次加压泵站将水供到用户，以保证每一个用户的用水要求，因此二次加压供水是城市的耗水大户。
目前，二次加压泵站的常规工作方式大都是采用市政管网中的水直接进到低位蓄水池储存和调节水量，然后用加压水泵从低位蓄水池吸水加压后送到高层用户。这样城市给水管网的余压(随着加压泵站在市政管网中的位置不同而不同，一般在0.18Mpa-0.50Mpa)就被完全无功消耗了，浪费了能量。二次加压泵站之所以这样工作，是因为(1)供水公司不允许水泵直接从城市管网中抽水，这样会造成在用水高峰时供水管网压力下降，影响管网的供水能力；(2)城市管网来水量是变化的，不能时刻保证加压水泵抽水量，不能保证加压水泵稳定正常工作，为了使水泵能稳定工作必须设置调节水量的蓄水池，储存大流量，调节小流量，要充分利用城市管网余压，就必须解决上述两个问题。
现有的泵站节能供水措施有变频节能、输变电系统节能、电机节能、无负压管网余压节能等，其中变频节能已经发展的相对较成熟，如CN98242481.7专利所阐述的恒压变频供水系统在原有工频泵供水方式的基础上节能30％左右，近年来，为了利用管网余压节能，中国出现了管网余压利用装置和无负压供水装置，专利公告号为CN2471837，名称为管网余压利用装置的实用新型专利公开了一种“管网余压利用装置”，该装置的水池内设有喷射管和混合扩散器，喷射管和混合扩散器设在同一条轴线上，喷射管与进水管连接，混合扩散器与水泵相连；该实用新型结构简单，充分利用管网剩余压能，节省大量泵站运行电能，但存在的不足之处为管网余压利用装置在较低的管网压力情况下很难形成水射器进水方式，只有达到一定压力基础上才能起高压水带低压水有一定的节能效果，因此节能效果不是很好，且蓄水池中的水量的循环次数达不到设计要求，容易造成蓄水池水质恶化，由于在贮蓄水池内设有喷射管和混合扩散器改造起来较复杂。专利公告号为CN2703798专利名称为“管网无负压供水设备”，包括与管网连接的进水管、流量调节罐、带有止回阀的常压供水管、增压供水管、串接着泵止回阀的水泵机组、与用户管路连接的出水总管、控制柜，流量调节罐通过一旁通管连接在进水管上，其上设有自动进气排气装置和液位控制器，出水总管上设有压力传感器，水泵机组、液位控制器、压力传感器与控制柜连接。该实用新型旁通管连接在流量调节罐的底部，其结构紧凑、合理，大大节省了管路长度、易于布置、安装连接方便，不会给自来水管网或其它给水管网造成负压，能合理利用自来水管网压力供水，起增压稳流和流量调节的作用，是一种理想的管网无负压供水设备。但存在的不足之处为由于没有调节和储备水源设备，在用水高峰时使用此设备会造成周边管网压力的急剧降低，影响市政供水安全性。而且这种设备受市政供水公司的限制，只能适用于新建的单个或几个楼宇等较小供水量的供水，北京供水公司规定供水流量在20m3/h以下才允许安装。因此，当水量大于此值时，或小区需要建生活储水和消防水箱时不能利用此设备，而且不能用于对现有大型小区供水加压系统的改造和新建。
发明内容
本发明二次加压泵站节能供水系统充分利用管网剩余压力节能，克服了现有二次加压技术存在的余压浪费问题，同时也克服了管网余压利用装置和管网无负压供水设备存在的供水不安全、适用范围小等不足与缺点，该系统不但具有自控反馈装置，而且系统中的余压利用调节罐还具有调节水量、储存水压和水力分配的能力，是一种安全性能高、适用范围广(可适用于新建和改造的各种大小加压泵站)的一种加压泵站节能供水系统。
本发明的技术方案一种二次加压泵站供水系统，包括蓄水池、泵组、连接管道、余压利用调节罐、控制装置、压力传感器、液位反馈装置、液位控制装置。
该系统具有蓄水池和市政进水管双水源供水；市政进水管通过带有电磁阀的市政进水管与蓄水池相连，同时也通过带有止回阀和电磁阀管路与余压利用调节罐相连；余压利用调节罐通过带有止回阀和闸阀或蝶阀的回水管路与带有电磁阀的市政进水管相连，进入蓄水池，在市政进水管末端安装液位控制装置，余压利用调节罐和蓄水池的出水通过带止回阀和闸阀或蝶阀的连接管道、带有变频小泵组的连接管道、带有变频大泵组的连接管道与用户用水管相连；所述控制装置与管路上的电磁阀、大小泵、压力传感器、液位反馈装置相连。
本发明与现有技术相比所具有的效果本发明二次加压泵站节能供水系统可适用于新建和改造的各种大小规模的二次加压泵站，根据泵站在市政管网中的位置和用户用水压力的不同，节能效率也各不相同。采用本发明技术对现有常规二次加压泵站进行改造，可充分利用原有变频设备，不但节省改造费用，而且还可以在变频供水基础上进一步节省泵站运行费用30-80％；对于新建泵站，利用此项发明技术不但能达到上述的节能效果，同时还可在原来二次供水基础上减少蓄水池容积50％左右甚至可以不设蓄水池，可有效地节省初期投资和施工周期；该项技术不论是用在新建泵站还是旧泵站改造，均可有效地利用常规二次供水泵站浪费的管网余压达到节能的目的；同时也可有效地避免无负压供水装置当用户用水高峰时，由于供水管网来水量不能满足用户要求出现断水或过分抽吸管网水造成周围供水管网水压下降，严重时影响居民供水能力现象。
如以供水2万吨/天的加压泵站，泵站进水压力为0.18Mpa，泵站出口压力为0.4Mpa为例，采用该供水节能系统可在原有二次加压基础上节能50％左右，每天可节省电费4000元左右，北京每天供水量为2000万吨左右，如果北京市在原有二次加压泵站基础上，均采用此项专利技术，在现有基础上节能率按30％估算，每天可为北京市节省电费约480万元，则一年按300天计算就可节约电费144000万元，不但可有效地缓解北京市的用电紧张局面，也可以降低供水成本，可减轻用户和市政供水部门的负担，如推广到全国将会具有更大的经济效益和社会效益。
图1为一种二次加压泵站供水系统示意图。
图中余压利用调节罐1、控制装置2、带止回阀和闸阀或蝶阀的连接管道3、带有变频小泵组的连接管道4、带有变频大泵组的连接管道5、蓄水池6、压力传感器7和8、带有止回阀和电磁阀管路9、带有止回阀和闸阀或蝶阀的回水管路10、带有闸阀或蝶阀的蓄水池出水管路11、液位控制装置12，市政进水管13、用户用水管14、带有电磁阀的市政进水管15、液位反馈装置16。
具体实施例方式
图1是一种二次加压泵站节能供水系统示意图，该系统包括余压利用调节罐1、控制装置2、带止回阀和闸阀或蝶阀的连接管道3、带有变频小泵组的连接管道4、带有变频大泵组的连接管道5、蓄水池6、压力传感器7和8、带有止回阀和电磁阀管路9、带有止回阀和闸阀或蝶阀的回水管路10、带有闸阀或蝶阀的蓄水池出水管路11、液位控制装置12，市政进水管13、用户用水管14、带有电磁阀的市政进水管15、液位反馈装置16。
该系统具有蓄水池6和市政进水管13双水源供水，市政进水管13通过带有电磁阀的市政进水管15与蓄水池6相连，同时也通过带有止回阀和电磁阀管路9与余压利用调节罐1相连；余压利用调节罐1通过带有止回阀和闸阀或蝶阀的回水管路10与带有电磁阀的市政进水管15相连，在进入蓄水池6的带有电磁阀的市政进水管15末端安装液位控制装置12，余压利用调节罐1和蓄水池6的出水通过带止回阀和闸阀或蝶阀的连接管道3、带有变频小泵组的连接管道4、带有变频大泵组的连接管道5与用户用水管14相连；所述控制装置2与管路9、15上的电磁阀、管路4、5上的大小泵、压力传感器7和8、液位反馈装置16相连。
系统运行过程中，控制装置2接收压力传感器7和8压力反馈信号，通过装置处理发出信号给管路9、15上的电磁阀和管路4、5上的大小泵，来灵活及时地控制系统的运行方式，达到有效的节能目的。当水池水位达到设定的最高或最低水位时，控制装置2接收液位反馈装置16的反馈信号，经过处理后，控制装置2会发出控制信号给系统启停大小泵，来达到保护泵站供水系统的安全的目的，本系统的控制装置可根据三种运行方式的不同进行设计，控制装置内部元器件均属国家标准产品，控制装置组装容易实现。
此系统分以下三种情况运行第一种运行情况当市政管网水压和水量均能满足用户用水要求时，同时市政管网压力大于供水部门所要求的最低供水压力时，压力传感器7和8传出信号给控制装置2，控制装置2传出指令信号关闭带有电磁阀的市政进水管15上的电磁阀门，打开带有压力止回阀和电磁阀管路9的电磁阀，此时泵站从市政进水管13进水，通过管路9，余压利用调节罐1、带止回阀和闸阀或蝶阀的连接管道3直接供给用户，多余水量通过带有止回阀和闸阀或蝶阀的回水管路10回到蓄水池6，蓄水池水位上升，液位控制装置12上升，当达到液位反馈装置16设定的最高水位时，液位控制装置关闭管网进水，以防水池水外溢，这时大小泵全部停用，与常规二次加压泵站把市政管网的有压水放到蓄水池，然后用变频泵从低位蓄水池抽水供给用户的运行方式相比由于大小泵停用就大大地节省了此时段的泵站运行费用；第二种运行情况当市政管网水量满足压力不能满足用户用水要求时，同时市政管网压力大于供水部门所要求的最低供水压力时，压力传感器7和8传出信号给控制装置2，控制装置2传出指令信号打开带有压力止回阀和电磁阀管路9上的电磁阀，关闭带有电磁阀的市政进水管15上的电磁阀，启动带有变频小泵组的连接管道4上的变频小泵，泵站从市政进水管13进水，通过带有压力止回阀和电磁阀管路9，余压利用调节罐1、带有变频小泵组的连接管道4给用户供水，多余水量通过带有止回阀和闸阀或蝶阀的回水管路10回到蓄水池6，蓄水池水位上升，通过控制装置2启用扬程较低的小泵而大泵停用，有压水直接进入小泵，大大提高了小泵前的进水压力，降低了水泵的工作扬程，与常规二次加压泵站把市政管网的有压水放到蓄水池，然后用变频泵从低位蓄水池抽水供给用户的运行方式相比由于提高了小泵进水扬程就大大地节省了此时段的泵站运行费用；
第三种运行情况当市政管网压力和水量均不能满足用户用水或发生火灾时，压力传感器7和8传出信号给控制装置2，控制装置传出指令信号打开带有止回阀和电磁阀管路9上的电磁阀和带有电磁阀的市政进水管15上的电磁阀，泵站从市政进水管13来水，进入余压利用调节罐1和蓄水池6，通过带有止回阀和电磁阀的管路9，余压利用调节罐1、通过带有变频大泵组的连接管道5供给用户，这时只启用扬程较高的大泵而小泵停用，市政管网进水和蓄水池出水混合后直接进入大泵，有效地提高了大泵的进水压力，降低了水泵的工作扬程，与常规二次加压泵站把市政管网的有压水放到蓄水池，然后用变频泵从低位蓄水池抽水供给用户的运行方式相比由于提高了大泵进水扬程就大大地节省了此时段的泵站运行费用；通过以上三种供水方式，任何泵站采用该项发明技术均能保证在一天中的任何时段都能有效和安全地利用管网中的余压来直接或间接地提高水泵的进水压力，直接或间接地供水给用户，同时在用户用水高峰时，此种泵站供水方法能有效地避免无负压供水系统直抽市政管网带来的供水管网周围压力下降影响周围居民用水的问题，而且本发明既适用于新建泵站，也适用于改造现有二级泵站，不受泵站进水压力、泵站的供水面积、供水流量和水压的限制，适用于大、中、小型的各种二次加压泵站，根据泵站在市政管网中的位置不同，管网余压也各不相同在0.18-0.50Mpa左右，最小余压为0.18Mpa，节能效果也各不相同，通过生产性试验得出与现有常规二次加压泵站运行相比节能率一般在30-80％，节省蓄水池调节容积约50％左右。
权利要求
1.一种二次加压泵站供水系统，包括蓄水池、泵组、连接管道、余压利用调节罐、控制装置、压力传感器、液位反馈装置、液位控制装置，其特征是，该系统具有蓄水池(6)和市政进水管(13)双水源供水；市政进水管(13)通过带有电磁阀的市政进水管(15)与蓄水池(6)相连，同时也通过带有止回阀和电磁阀管路(9)与余压利用调节罐(1)相连；余压利用调节罐(1)通过带有止回阀和闸阀或蝶阀的回水管路(10)与带有电磁阀的市政进水管(15)相连，进入蓄水池(6)，在市政进水管(15)末端安装液位控制装置(12)，余压利用调节罐(1)和蓄水池(6)的出水通过带止回阀和闸阀或蝶阀的连接管道(3)、带有变频小泵组的连接管道(4)、带有变频大泵组的连接管道(5)与用户用水管(14)相连；所述控制装置(2)与管路(9)(15)上的电磁阀、管路(4)(5)上的大小泵、压力传感器(7)和(8)、液位反馈装置(16)相连。
全文摘要
一种二次加压泵站供水系统，该系统具有蓄水池和市政进水管双水源供水；市政进水管(13)通过带有电磁阀的市政进水管(15)与蓄水池(6)相连，带有止回阀和电磁阀管路(9)与余压利用调节罐(1)相连；余压利用调节罐通过带有止回阀和闸阀或蝶阀的回水管路(10)与进水管(15)相连，进入蓄水池，在进水管(15)末端安装液位控制装置(12)，余压利用调节罐和蓄水池出水通过带止回阀和闸阀或蝶阀的连接管道(3)、带有变频小泵组的连接管道(4)、带有变频大泵组的连接管道(5)与用户用水管(14)相连；比常规二次加压泵站节能30－80％，节省蓄水池容积约50％，适用于新建和改扩建泵站，克服了现有供水方式的弊端。
文档编号E03B11/16GK1773031SQ200510086880
公开日2006年5月17日 申请日期2005年11月15日 优先权日2005年11月15日
发明者姚宏, 田盛 申请人:北京交通大学