专利名称：一种节能型自来水二次加压供水方法和装置的制作方法
一种节能型自来水二次加压供水方法和装置技术领域
本发明属于自来水管网加压供水领域，具体涉及一种节能型自来水加压供水的方法和装置。
背景技术：
目前，一般供水企业为保证城市主管网正常供水不受加压泵站影响，不允许加压泵站直接从主管网上抽水，而是采用“主管网一浮球阀一贮水池一加压泵一加压管网”的工艺，即先将自来水放进蓄水池，再加压提升。这种加压工艺优点是不直接从管网上抽水，通过限制贮水池浮球阀口径限制补水流量，不会导致附近管网压力大幅降低，影响附近用户正常用水。其缺点是主管网来水经过浮球阀放入贮水池后，原有压头全部损失，需要靠加压泵重新升压，即先通过地下建贮水池等构筑物蓄水，再利用加压泵进行加压，来提高下一级供水管网压力。这样，原来有压力的水进入贮水池后变成了零，然后从零开始加压，造成大量的电力能源浪费。若按一般供水压力0. ^MPa、加压管网总阻损0. IOMPa计算时，其能量投入产出比为4 1，能量利用率太低。
现在市场上流行的供水设备，有无负压变频供水设备，无塔变频供水设备，双模变频供水设备，家用一体式供水设备，气压式供水设备等，这些设备主要存在的问题如下1)调节罐的有效调节容量有限，只适用于大中型用户；2)无负压供水方式仍然会对附近管网用户产生负面影响，供水公司不接受；3)管网压力低，调节容量不足时不能保证供水；4)水泵工作范围大，不能在高效区运行；5)调压罐工作压力范围大，无效压头大，能耗高、效率低。发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种节能型、对主管网影响小的自来水二次加压供水方法以及实现该方法的装置。
为解决以上技术问题，本发明自来水二次加压供水方法的技术方案是从主管网上接出两路管道，第一路直接通过加压泵向加压管网供水，由主管网和加压管网末端压力控制其优先直接调速加压供水，第二路直接向水塔补水，再通过加压泵向加压管网供水，由水塔水位和加压管网末端压力控制其调速供水，其中水塔的相对标高按主管网最低可接受压力设计，全过程由PLC控制器自动控制。
实现上述自来水二次加压供水方法的装置，包括自来水主管网、加压管网、加压泵、水塔、水压传感器和PLC控制器，其中，主管网分别与主管网压力传感器和水塔相连，所述主管网压力传感器通过直供变频加压泵与加压管网连接，所述水塔依次通过水塔变频加压泵、加压管网起端压力传感器与加压管网连接，所述加压管网连接加压管网末端压力传感器，所述水塔内设置水位传感器和水塔浮球阀，在水塔进水管上设置止回阀，以防水流倒灌回主管网。
作为一种改进，所述直供变频加压泵另接一支路经电动阀与水塔相连，以便在主管网压力低于水塔浮球阀高度时由PLC控制器控制电动阀自动打开补水。
本发明中PLC控制器通过接收主管网、加压管网最不利点和水塔水位传感器信号，依据上述信号逻辑关系，控制变频泵转速。
本发明是从主管网上接出两路管道，第一路直接经变频加压泵向加压管网供水， 也可向水塔补水；第二路直接向水塔补水，再经水塔变频泵向加压管网供水。优先利用主管网末端富裕水头，通过直供变频加压泵，直接向加压管网进行供水。由主管网上压力传感器来的信号值和加压管网最不利点压力值，通过PLC处理后控制直供变频加压泵3的转速，在主管网的压力低限上(可接受最低压力)和加压管网最不利点压头上限内，进行自动调速运行。
水塔高度按接管点处可接受最低压力设计，充分利用该压头势能，再加压供水。替代传统的先泄压蓄水，再加压上塔，最后重力自流向加压管网供水的方式。加压泵后移，减少一级清水池，水塔高度低，对主管网无干扰。水塔变频加压泵的转速由加压管网最不利点压头值，经PLC处理后按直供泵与加压泵供水量比值系数自动控制，比值系数大小，由对小时水塔低限发生次数和延续时间确定，以保证水塔水位每天触及一次最低水位。
当主管网富裕能力不能满足加压管网供水要求时，可临时或在主管网用水低峰时段，可调低主管网的压力低限设定值，自动开启电动阀，在向加压管网供水的同时向水塔补水，增加总供水能力。
本发明与现有技术相比，具有以下技术效果1)提供了一种节能型自来水加压方法和装置，充分利用主管网水头能量，大幅度降低能量损耗，将主管网中水的能量利用率由25%提高到95%左右。
2)降低了水塔设置高度，通过两组变频加压泵，从主管网至加压管网进行两路加压供水，可以始终保持主管网的最低供水压力，又维持了加压管网水压的稳定，大幅度降低加压泵的扬程。
3)也可通过直供变频加压泵向水塔补水，可弥补主管网压力不足时无法满足水塔蓄水调峰要求的缺陷。
4)因直供水不经过水塔调蓄，故水塔容量小，工程造价低；缩短了水力停留时间， 有利于维持末端管网的余氯量。可广泛应用于大中型二次加压泵站。
图1是本发明的装置示意图。
图中1.主管网，2.主管网压力传感器，3.直供变频加压泵，4.水塔，5.浮球阀， 6. PLC控制器，7.水塔变频加压泵，8.加压管网起端压力传感器，9.加压管网，10.加压管网末端压力传感器，11.信号线，12.控制线，13.水位传感器，14.电动阀，15.止回阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明一种节能型自来水二次加压供水的装置，包括自来水主管网 1、加压管网9、直供变频加压泵3、水塔变频加压泵7、水塔4、主管网压力传感器2、加压管网起端压力传感器8、加压管网末端压力传感器10以及PLC控制器6，其中，主管网1分别与主管网压力传感器2和水塔4相连，主管网压力传感器2通过直供变频加压泵3与加压管网9连接，水塔4依次通过水塔变频加压泵7、加压管网起端压力传感器8与加压管网9 连接，加压管网9连接加压管网末端压力传感器10，水塔4内设置水位传感器13和水塔浮球阀5，在水塔4进水管上设置止回阀15。
从图1可知，直供变频加压泵3另接一支路经电动阀14与水塔4相连。
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
系统分两路从主管网1向加压管网9供水第一路从主管网1上直接接直供变频加压泵3，泵前安装压力传感器2，出水管与加压管网9连接，由加压管网末端压力传感器10 控制转速。直供变频泵3的进口压力控制在主管网最不利点压力(一般取0. ^MPa)以上运行，低于该值，则PLC控制器6发出停机信号，停止直接供水。直供变频泵3转速由主管网 1末端压力传感器2和加压管网末端最不利点压力传感器10检测的压力值，经PLC控制器 6计算确定，将末端最不利点压力控制在0. 28 MPa (0. 28+ Δ P2)MPa之间。当该压力大于(0. 28+ Δ Ρ2) MPa时，直供变频加压泵3转速最低，直至停止运行。
第二路水塔进水管与主管网1连接，经止回阀15由塔内浮球阀5根据塔内水位自动进水，塔内设水位传感器13。水塔4出水管后安装水塔变频加压泵，再与加压管网9连接，水塔4的相对标高按主管网该点最不利点压头设计。当主管网压力高于最不利点压头， 水塔浮球阀5自动打开补水。水塔变频加压泵7的具体转速，根据加压管网末端压力传感器10检测的压力值，也由PLC计算确定，但其压力控制在0. 28 MPa (0. 28+ Δ Pl)MPa之间。当该压力小于0. 28 MPa，且水塔水位高于最低水位时，由PLC控制器6控制水塔变频加压泵7按工频运行；当该压力大于(0. 28+ Δ PDMPa时，水塔变频加压泵停止运行，由直供变频泵3单独供水。ΔΡΚΔΡ2，其具体大小由压力传感器和变频器的控制精度决定。
直供变频加压泵3另接一路分支管经电动阀14与第二路水塔进水管相接，以便在主管网压力低于水塔进水浮球阀5高度时由PLC控制器6控制电动阀14自动打开补水。在水塔进水管上加装止回阀15，以防水流倒灌回主管网1。
PLC控制器6与主管网压力传感器2、水塔水位传感器13、加压管网起端压力传感器8以及末端压力传感器10相连，接收检测信号，再与直供变频加压泵3、水塔变频加压泵 7和电动阀14相连，控制变频泵转速。
权利要求
1.一种节能型自来水二次加压供水方法，其特征在于，从自来水主管网上接出两路管道，第一路直接通过加压泵向加压管网供水，由主管网和加压管网末端压力控制其优先直接调速加压供水，第二路直接向水塔补水，再通过加压泵向加压管网供水，由水塔水位和加压管网末端压力控制其调速供水，其中水塔的相对标高按主管网最低可接受压力设计，全过程由PLC控制器自动控制。
2.一种实现权利要求1所述的节能型自来水二次加压供水方法的装置，包括自来水主管网[1]、加压管网[9]、加压泵[3，7]、水塔[4]、压力传感器[2，8，10]和PLC控制器[6]， 其特征在于，所述主管网[1]分别与主管网压力传感器[2]和水塔[4]相连，所述主管网压力传感器[2]通过直供变频加压泵[3]与加压管网[9]连接，所述水塔[4]依次通过水塔变频加压泵[7]、加压管网起端压力传感器[8]与加压管网[9]连接，所述加压管网[9]连接加压管网末端压力传感器[10]，所述水塔W]内设置水位传感器[13]和水塔浮球阀[5]， 在水塔[4]进水管上设置止回阀[15]，以防水流倒灌回主管网[1]。
3.如权利要求2所述的实现节能型自来水二次加压供水方法的装置，其特征在于，所述直供变频加压泵[3]另接一支路经电动阀[14]与水塔[4]相连，以便在主管网[1]压力低于水塔浮球阀[5]高度时由PLC控制器[6]控制电动阀[14]自动打开补水。
全文摘要
本发明公开了一种节能型自来水二次加压供水方法和装置。该方法是从自来水主管网上接出两路管道，第一路直接通过加压泵向加压管网供水，由主管网和加压管网末端压力控制其优先直接调速加压供水，第二路直接向水塔补水，再通过加压泵向加压管网供水，由水塔水位和加压管网末端压力控制其调速供水，其中水塔的相对标高按主管网最低可接受压力设计，全过程由PLC控制器自动控制。实现上述方法的装置由自来水主管网、加压管网、加压泵、水塔、水压传感器和PLC控制器组成。本发明充分利用主管网水头能量，大幅度降低能耗，保持主管网的正常供水压力，兼顾加压管网水压的稳定，水塔容量小，系统简单，适用于城镇大中型自来水二次加压供水泵站。
文档编号E03B5/00GK102493529SQ20111036807
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者丁磊, 张新喜, 汪明明, 潘芳慧 申请人:安徽工业大学