城市供水管网压力调控移动式系统及采用该系统实现的管网压力调控方法与流程

本发明涉及城市供水管网压力调控移动式系统及采用该系统实现的管网压力调控方法，属于供水管网压力调控研究领域。

背景技术：

随着社会经济的迅猛发展和水资源的不断减少，供水行业对管网的供水效率越加关注。由于我国供水管网老化严重，管材劣质，非正常工况运行等问题，导致管网漏损严重，部分区域压力不达标(难以满足最小服务水头)，供水效率低。由于压力与流量(漏失量)呈正相关系，压力越高，漏失量越大。因此在满足区域供水用户压力需求的同时，合理调节管网压力，使管网在合理压力下工作，可以延长管网寿命和降低管网漏失率，减少爆管、水锤等事故。调节管网压力主要通过减压或者增压两种方式满足供水企业降低漏失和区域供水用户压力需求。

降低供水管网富余压力可以通过调节管网中的阀门开度的方式进行，但是长期半开阀门，会影响阀门寿命。相较于普通阀门，减压阀在实际工程中更为常见，减压阀可以通过调节进口压力，优化控制管网压力，达到降低管网漏失率的目的。

现有的供水管网降压控制方案主要为安装减压站，减压站内设有减压阀等设备，减压站可根据用户的水量需求，合理调节系统供水压力。防止供水管网因压力变化大，而发生爆管、水锤、管网漏损等故障。减压站的布置形式一般分为地上和地下两种，地下安装方式存在操作空间有限，维修困难等问题。因此，在实际工程中多采用地上的减压站布置方式。但地上安装减压站也存在缺陷：占用空间过大、安装施工期间存在征地问题、减压站安装后无法移动且压力调控策略单一，造成不必要的投资浪费。

由于供水管网过长，且存在漏失等问题，在管网的末端水压过低，使得管网末端区域用户的生活用水受到影响，因此增加管网压力在城市供水系统中尤为重要。目前供水管网的升压控制方案主要为安装增压泵站。但是增压泵站也存在缺陷：需要固定空间用于安装施工，这样存在一定的征地问题、且安装后无法移动，造成不必要的投资浪费。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有的采用安装增压泵站或减压站实现为供水管网升压或减压，此方式需要定点安装增压泵或减压阀，存在安装后无法移动、浪费空间且压力调控方式单一的问题。现提供城市供水管网压力调控移动式系统及采用该系统实现的管网压力调控方法。

城市供水管网压力调控移动式系统，它包括调压系统、集装箱货车8、一个一号压力传感器和一号gprs天线，

调压系统设置于集装箱货车8内部，调压系统包括c阀1、五个手动蝶阀2、工控机6、控制柜7、减压管路10、旁通管11、增压泵12和增压管路13、两个二号压力传感器4和电磁流量计5，

减压管路10两端管段穿过集装箱货车8向车外延伸，所述两端管段用于与测试区域管网入口管段连接，两个二号压力传感器4和电磁流量计5均设置在减压管路10上，两个二号压力传感器4用于分别测量前后管路的压力，电磁流量计5用于计量压力调控前后的流量，控制柜7用于接收前后管路的压力得到压力差和压力调控前后的流量数据，将压力差数据和流量数据传给控制板卡14，

工控机6内设置有控制板卡14和二号gprs天线17，

二号gprs天线17用于将控制柜7接收到的所有压力、流量数据无线远传至水司scada监测系统中，

在测试区域管网最不利点安装一个一号压力传感器，用于测量测试区域管网最不利点的压力数据，通过一号压力传感器上的一号gprs天线将该最不利点的压力数据无线远传给控制板卡14，

控制板卡14用于根据测试区域管网最不利点的压力数据及控制柜7中的压力和流量数据,控制控制柜7对测试区域管网的压力进行调控；

控制柜7和工控机6均安装在集装箱货车8的内壁上，

控制柜7的压力调控信号输出端连接c阀1的压力调控信号输入端，控制柜7用于控制增压泵12的开或关，

减压管路10上设置有c阀1和两个手动蝶阀2，且两个手动蝶阀2分别设置在c阀1的两侧，

增压管路13和旁通管11并联在减压管路10上，增压管路13上依次设置有手动蝶阀2、增压泵12和手动蝶阀2，旁通管11上设置有一个手动蝶阀2。

城市供水管网压力调控移动式系统实现的管网压力调控方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、在区域管网最不利点安装一号压力传感器；

步骤二、将测试区域管网入口管段的两端阀门关闭，并接入两根临时管段，与集装箱货车8延伸出的减压管路10两端管段连通；

步骤三、关闭减压管路10上的手动蝶阀2和增压管路13上的手动蝶阀2，打开旁通管11上的手动蝶阀2，打开测试区域管网入口管段两端阀门，水会流经两个空气阀3、两个压力传感器4、电磁流量计5和旁通管11中；

步骤四、通过一号压力传感器上的一号gprs天线将最不利点的压力数据远传至集装箱货车8内工控机6中，将该最不利点的压力数据与区域管网最小服务水头对应压力进行比较，判断测试区域管网是否需要进行压力调控，若最不利点的压力数据介于设定压力值与最小服务水头对应压力之间，其中，设定压力值比最小服务水头对应压力高50kpa，则测试区域管网无需进行压力调控，移动集装箱货车8至下一测试区域，转入步骤一；

若最不利点的压力数据超过设定压力值，对该区域管网入口进行减压操作，执行步骤五；

若最不利点的压力数据低于最小服务水头对应压力，对该区域管网入口进行增压操作，则转入步骤六；

步骤五、打开减压管路10上的手动蝶阀2，关闭旁通管11上的手动蝶阀2，通过控制柜7控制c阀1的调整开度，进行减压，使水流只经过减压管路10；

步骤六、打开增压管路13上的手动蝶阀2，关闭旁通管11上的手动蝶阀2，通过控制柜7控制增压泵12压力，使水流只经过增压管路13。

本发明有益效果为：

本发明的一种城市供水管网压力调控移动式系统，具有不需要定点安装、可随时移动、根据不同的供水需求增压或减压更换压力调控策略，避免浪费且方便灵活等优点。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明采用调压系统与集装箱货车结合的方式，无需像传统减压站和增压泵站一样定点安装，避免安装期间存在的征地问题，且占用空间小，可随时移动，更加方便灵活。

2、本发明采用c阀代替传统减压站的减压阀，c阀的减压效果更加精确，且应用范围更广，内含多组减压阀，可通过调节内置阀门开启数量达到切换c阀口径、减压比的目的，解决了传统减压站的减压阀无法满足区域水压大幅度变化的缺点，可以确定测试区域所需减压阀口径。

3、本发明所述的城市供水管网压力调控移动式系统可进行前期实验，通过一种设备解决了增压和减压两种测试需求，可判断测试区域管网具体压力调控需求、确定设备运行参数、帮助设备选型、进行实施效果预演，避免决策失误，带来不必要的投资浪费。

4、本发明所述的城市供水管网压力调控移动式系统可根据实验测得的压力、流量数据分析压力调控策略，制定出多种压力调控策略，并可随时切换压力调控策略，判断测试区域最适合的压力调控策略，解决传统增压泵站或减压站存在的设定压力调控策略后无法更换，一旦更改需要更换设备的问题。

附图说明

图1为本发明所述的城市供水管网压力调控移动式系统的俯视图。

图2为本发明所述的城市供水管网压力调控移动式系统的侧视图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至2具体说明本实施方式，本实施方式所述的城市供水管网压力调控移动式系统，它包括调压系统、集装箱货车8、一个一号压力传感器和一号gprs天线，

调压系统设置于集装箱货车8内部，调压系统包括c阀1、五个手动蝶阀2、工控机6、控制柜7、减压管路10、旁通管11、增压泵12和增压管路13、两个二号压力传感器4和电磁流量计5，

减压管路10两端管段穿过集装箱货车8向车外延伸，所述两端管段用于与测试区域管网入口管段连接，两个二号压力传感器4和电磁流量计5均设置在减压管路10上，两个二号压力传感器4用于分别测量前后管路的压力，电磁流量计5用于计量压力调控前后的流量，控制柜7用于接收前后管路的压力得到压力差和压力调控前后的流量数据，将压力差数据和流量数据传给控制板卡14，

工控机6内设置有控制板卡14和二号gprs天线17，

二号gprs天线17用于将控制柜7接收到的所有压力、流量数据无线远传至水司scada监测系统中，

在测试区域管网最不利点安装一个一号压力传感器，用于测量测试区域管网最不利点的压力数据，通过一号压力传感器上的一号gprs天线将该最不利点的压力数据无线远传给控制板卡14，

控制板卡14用于根据测试区域管网最不利点的压力数据及控制柜7中的压力和流量数据,控制控制柜7对测试区域管网的压力进行调控；

控制柜7和工控机6均安装在集装箱货车8的内壁上，

控制柜7的压力调控信号输出端连接c阀1的压力调控信号输入端，控制柜7用于控制增压泵12的开或关，

减压管路10上设置有c阀1和两个手动蝶阀2，且两个手动蝶阀2分别设置在c阀1的两侧，

增压管路13和旁通管11并联在减压管路10上，增压管路13上依次设置有手动蝶阀2、增压泵12和手动蝶阀2，旁通管11上设置有一个手动蝶阀2。

本实施方式中，最不利点指的是：距离管网入口最远端或者压力最小的点，一旦满足该点压力，管网其余压力均满足要求。

c阀1为多阀门式减压阀，内含多组减压阀，可通过调节内置阀门开启数量达到切换c阀口径、减压比的目的。c阀1代替传统减压站的减压阀，其减压效果更加精确、适用范围更广、能够满足区域水压的大幅度变化，同时确定测试区域管网所需的减压阀口径。

本申请包括六条电源线15和五条信号线16，所述的工控机6上设有一根gprs天线17，用于将调压系统内接收到的所有压力、流量数据无线远传至水司scada监测系统中。控制柜7延伸出的四组电源线15、信号线16分别c阀1、两个压力传感器4及电磁流量计5连接，另外控制柜7还延伸出一条电源线15与增压泵12连接。控制柜7通过电源线15为c阀1、增压泵12、压力传感器4、电磁流量计5及工控机6提供电量，同时通过信号线16接收压力、流量信号，并下达压力调控策略至c阀1。

增压管路13、旁通管11与减压管路10的连接部位在前端压力传感器4与后端空气阀3之间。

所述的旁通管11作为不需要减压、增压时操作的正常过流管路。

所述的集装箱货车8后面设置车门9，方便操作人员进入其中进行调压设置。

增压管路13和减压管路10上均设置两个手动蝶阀2的目的：在对增压管路13上的增压泵12进行检修时，需要将增压管路13上的两个手动蝶阀2同时关闭；在对减压管路10上的c阀1进行检修时，需要将减压管路10上的两个手动蝶阀2同时关闭。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的城市供水管网压力调控移动式系统作进一步说明，本实施方式中，它还包括两个空气阀3，

两个空气阀3均设置在减压管路10上，

两个空气阀3用于分别排出前后管路内多余空气，

控制柜7还用于将前后管路的压力差和压力调控前后的流量数据进行显示。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一或二所述的城市供水管网压力调控移动式系统作进一步说明，本实施方式中，控制柜7还用于为c阀1、压力传感器4、电磁流量计5和工控机6提供电量。

具体实施方式四：本实施方式是根据具体实施方式一所述的城市供水管网压力调控移动式系统实现的管网压力调控方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、在区域管网最不利点安装一号压力传感器；

步骤二、将测试区域管网入口管段的两端阀门关闭，并接入两根临时管段，与集装箱货车8延伸出的减压管路10两端管段连通；

步骤三、关闭减压管路10上的手动蝶阀2和增压管路13上的手动蝶阀2，打开旁通管11上的手动蝶阀2，打开测试区域管网入口管段两端阀门，水会流经两个空气阀3、两个压力传感器4、电磁流量计5和旁通管11中；

步骤四、通过一号压力传感器上的一号gprs天线将最不利点的压力数据远传至集装箱货车8内工控机6中，将该最不利点的压力数据与区域管网最小服务水头对应压力进行比较，判断测试区域管网是否需要进行压力调控，若最不利点的压力数据介于设定压力值与最小服务水头对应压力之间，其中，设定压力值比最小服务水头对应压力高50kpa，则测试区域管网无需进行压力调控，移动集装箱货车8至下一测试区域，转入步骤一；

若最不利点的压力数据超过设定压力值，对该区域管网入口进行减压操作，执行步骤五；

若最不利点的压力数据低于最小服务水头对应压力，对该区域管网入口进行增压操作，则转入步骤六；

步骤五、打开减压管路10上的手动蝶阀2，关闭旁通管11上的手动蝶阀2，通过控制柜7控制c阀1的调整开度，进行减压，使水流只经过减压管路10；

步骤六、打开增压管路13上的手动蝶阀2，关闭旁通管11上的手动蝶阀2，通过控制柜7控制增压泵12压力，使水流只经过增压管路13。

本实施方式中，设定压力值比最小服务水头对应压力高50kpa，最小服务水头由供水企业制定，通常至少为10kpa。根据上述三种情况及测试区域管网特点，在工控机6中选择合适的压力调控策略后，并通过信号线16传输给控制柜7。

将压力调控前后工控机6存储的流量、压力进行比较，得到通过平台压力调控后的效果，确定适合测试区域管网的压力调控策略，并由工控机6根据实际需求将压力调控策略下达至控制柜7。