專利名稱：一種二次加壓泵站供水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種市政工程中供水管網(wǎng)中途或末端加壓系統(tǒng)，尤其涉及一種二次加壓泵站供水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市的發(fā)展，城市供水二次加壓泵站已經(jīng)是小區(qū)和城市高層建筑給水中不可缺少的組成部分，這是因為城市給水管網(wǎng)局部水壓不夠高，不能將水直接送到高層，給水管網(wǎng)末端的水壓更低，這樣就必須通過二次加壓泵站將水供到用戶，以保證每一個用戶的用水要求，因此二次加壓供水是城市的耗水大戶。
目前，二次加壓泵站的常規(guī)工作方式大都是采用市政管網(wǎng)中的水直接進到低位蓄水池儲存和調(diào)節(jié)水量，然后用加壓水泵從低位蓄水池吸水加壓后送到高層用戶。這樣城市給水管網(wǎng)的余壓(隨著加壓泵站在市政管網(wǎng)中的位置不同而不同，一般在0.18Mpa-0.50Mpa)就被完全無功消耗了，浪費了能量。二次加壓泵站之所以這樣工作，是因為(1)供水公司不允許水泵直接從城市管網(wǎng)中抽水，這樣會造成在用水高峰時供水管網(wǎng)壓力下降，影響管網(wǎng)的供水能力；(2)城市管網(wǎng)來水量是變化的，不能時刻保證加壓水泵抽水量，不能保證加壓水泵穩(wěn)定正常工作，為了使水泵能穩(wěn)定工作必須設置調(diào)節(jié)水量的蓄水池，儲存大流量，調(diào)節(jié)小流量，要充分利用城市管網(wǎng)余壓，就必須解決上述兩個問題。
現(xiàn)有的泵站節(jié)能供水措施有變頻節(jié)能、輸變電系統(tǒng)節(jié)能、電機節(jié)能、無負壓管網(wǎng)余壓節(jié)能等，其中變頻節(jié)能已經(jīng)發(fā)展的相對較成熟，如CN98242481.7專利所闡述的恒壓變頻供水系統(tǒng)在原有工頻泵供水方式的基礎(chǔ)上節(jié)能30％左右，近年來，為了利用管網(wǎng)余壓節(jié)能，中國出現(xiàn)了管網(wǎng)余壓利用裝置和無負壓供水裝置，專利公告號為CN2471837，名稱為管網(wǎng)余壓利用裝置的實用新型專利公開了一種“管網(wǎng)余壓利用裝置”，該裝置的水池內(nèi)設有噴射管和混合擴散器，噴射管和混合擴散器設在同一條軸線上，噴射管與進水管連接，混合擴散器與水泵相連；該實用新型結(jié)構(gòu)簡單，充分利用管網(wǎng)剩余壓能，節(jié)省大量泵站運行電能，但存在的不足之處為管網(wǎng)余壓利用裝置在較低的管網(wǎng)壓力情況下很難形成水射器進水方式，只有達到一定壓力基礎(chǔ)上才能起高壓水帶低壓水有一定的節(jié)能效果，因此節(jié)能效果不是很好，且蓄水池中的水量的循環(huán)次數(shù)達不到設計要求，容易造成蓄水池水質(zhì)惡化，由于在貯蓄水池內(nèi)設有噴射管和混合擴散器改造起來較復雜。專利公告號為CN2703798專利名稱為“管網(wǎng)無負壓供水設備”，包括與管網(wǎng)連接的進水管、流量調(diào)節(jié)罐、帶有止回閥的常壓供水管、增壓供水管、串接著泵止回閥的水泵機組、與用戶管路連接的出水總管、控制柜，流量調(diào)節(jié)罐通過一旁通管連接在進水管上，其上設有自動進氣排氣裝置和液位控制器，出水總管上設有壓力傳感器，水泵機組、液位控制器、壓力傳感器與控制柜連接。該實用新型旁通管連接在流量調(diào)節(jié)罐的底部，其結(jié)構(gòu)緊湊、合理，大大節(jié)省了管路長度、易于布置、安裝連接方便，不會給自來水管網(wǎng)或其它給水管網(wǎng)造成負壓，能合理利用自來水管網(wǎng)壓力供水，起增壓穩(wěn)流和流量調(diào)節(jié)的作用，是一種理想的管網(wǎng)無負壓供水設備。但存在的不足之處為由于沒有調(diào)節(jié)和儲備水源設備，在用水高峰時使用此設備會造成周邊管網(wǎng)壓力的急劇降低，影響市政供水安全性。而且這種設備受市政供水公司的限制，只能適用于新建的單個或幾個樓宇等較小供水量的供水，北京供水公司規(guī)定供水流量在20m3/h以下才允許安裝。因此，當水量大于此值時，或小區(qū)需要建生活儲水和消防水箱時不能利用此設備，而且不能用于對現(xiàn)有大型小區(qū)供水加壓系統(tǒng)的改造和新建。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明二次加壓泵站節(jié)能供水系統(tǒng)充分利用管網(wǎng)剩余壓力節(jié)能，克服了現(xiàn)有二次加壓技術(shù)存在的余壓浪費問題，同時也克服了管網(wǎng)余壓利用裝置和管網(wǎng)無負壓供水設備存在的供水不安全、適用范圍小等不足與缺點，該系統(tǒng)不但具有自控反饋裝置，而且系統(tǒng)中的余壓利用調(diào)節(jié)罐還具有調(diào)節(jié)水量、儲存水壓和水力分配的能力，是一種安全性能高、適用范圍廣(可適用于新建和改造的各種大小加壓泵站)的一種加壓泵站節(jié)能供水系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種二次加壓泵站供水系統(tǒng)，包括蓄水池、泵組、連接管道、余壓利用調(diào)節(jié)罐、控制裝置、壓力傳感器、液位反饋裝置、液位控制裝置。
該系統(tǒng)具有蓄水池和市政進水管雙水源供水；市政進水管通過帶有電磁閥的市政進水管與蓄水池相連，同時也通過帶有止回閥和電磁閥管路與余壓利用調(diào)節(jié)罐相連；余壓利用調(diào)節(jié)罐通過帶有止回閥和閘閥或蝶閥的回水管路與帶有電磁閥的市政進水管相連，進入蓄水池，在市政進水管末端安裝液位控制裝置，余壓利用調(diào)節(jié)罐和蓄水池的出水通過帶止回閥和閘閥或蝶閥的連接管道、帶有變頻小泵組的連接管道、帶有變頻大泵組的連接管道與用戶用水管相連；所述控制裝置與管路上的電磁閥、大小泵、壓力傳感器、液位反饋裝置相連。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的效果本發(fā)明二次加壓泵站節(jié)能供水系統(tǒng)可適用于新建和改造的各種大小規(guī)模的二次加壓泵站，根據(jù)泵站在市政管網(wǎng)中的位置和用戶用水壓力的不同，節(jié)能效率也各不相同。采用本發(fā)明技術(shù)對現(xiàn)有常規(guī)二次加壓泵站進行改造，可充分利用原有變頻設備，不但節(jié)省改造費用，而且還可以在變頻供水基礎(chǔ)上進一步節(jié)省泵站運行費用30-80％；對于新建泵站，利用此項發(fā)明技術(shù)不但能達到上述的節(jié)能效果，同時還可在原來二次供水基礎(chǔ)上減少蓄水池容積50％左右甚至可以不設蓄水池，可有效地節(jié)省初期投資和施工周期；該項技術(shù)不論是用在新建泵站還是舊泵站改造，均可有效地利用常規(guī)二次供水泵站浪費的管網(wǎng)余壓達到節(jié)能的目的；同時也可有效地避免無負壓供水裝置當用戶用水高峰時，由于供水管網(wǎng)來水量不能滿足用戶要求出現(xiàn)斷水或過分抽吸管網(wǎng)水造成周圍供水管網(wǎng)水壓下降，嚴重時影響居民供水能力現(xiàn)象。
如以供水2萬噸/天的加壓泵站，泵站進水壓力為0.18Mpa，泵站出口壓力為0.4Mpa為例，采用該供水節(jié)能系統(tǒng)可在原有二次加壓基礎(chǔ)上節(jié)能50％左右，每天可節(jié)省電費4000元左右，北京每天供水量為2000萬噸左右，如果北京市在原有二次加壓泵站基礎(chǔ)上，均采用此項專利技術(shù)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上節(jié)能率按30％估算，每天可為北京市節(jié)省電費約480萬元，則一年按300天計算就可節(jié)約電費144000萬元，不但可有效地緩解北京市的用電緊張局面，也可以降低供水成本，可減輕用戶和市政供水部門的負擔，如推廣到全國將會具有更大的經(jīng)濟效益和社會效益。


圖1為一種二次加壓泵站供水系統(tǒng)示意圖。
圖中余壓利用調(diào)節(jié)罐1、控制裝置2、帶止回閥和閘閥或蝶閥的連接管道3、帶有變頻小泵組的連接管道4、帶有變頻大泵組的連接管道5、蓄水池6、壓力傳感器7和8、帶有止回閥和電磁閥管路9、帶有止回閥和閘閥或蝶閥的回水管路10、帶有閘閥或蝶閥的蓄水池出水管路11、液位控制裝置12，市政進水管13、用戶用水管14、帶有電磁閥的市政進水管15、液位反饋裝置16。
具體實施例方式
圖1是一種二次加壓泵站節(jié)能供水系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)包括余壓利用調(diào)節(jié)罐1、控制裝置2、帶止回閥和閘閥或蝶閥的連接管道3、帶有變頻小泵組的連接管道4、帶有變頻大泵組的連接管道5、蓄水池6、壓力傳感器7和8、帶有止回閥和電磁閥管路9、帶有止回閥和閘閥或蝶閥的回水管路10、帶有閘閥或蝶閥的蓄水池出水管路11、液位控制裝置12，市政進水管13、用戶用水管14、帶有電磁閥的市政進水管15、液位反饋裝置16。
該系統(tǒng)具有蓄水池6和市政進水管13雙水源供水，市政進水管13通過帶有電磁閥的市政進水管15與蓄水池6相連，同時也通過帶有止回閥和電磁閥管路9與余壓利用調(diào)節(jié)罐1相連；余壓利用調(diào)節(jié)罐1通過帶有止回閥和閘閥或蝶閥的回水管路10與帶有電磁閥的市政進水管15相連，在進入蓄水池6的帶有電磁閥的市政進水管15末端安裝液位控制裝置12，余壓利用調(diào)節(jié)罐1和蓄水池6的出水通過帶止回閥和閘閥或蝶閥的連接管道3、帶有變頻小泵組的連接管道4、帶有變頻大泵組的連接管道5與用戶用水管14相連；所述控制裝置2與管路9、15上的電磁閥、管路4、5上的大小泵、壓力傳感器7和8、液位反饋裝置16相連。
系統(tǒng)運行過程中，控制裝置2接收壓力傳感器7和8壓力反饋信號，通過裝置處理發(fā)出信號給管路9、15上的電磁閥和管路4、5上的大小泵，來靈活及時地控制系統(tǒng)的運行方式，達到有效的節(jié)能目的。當水池水位達到設定的最高或最低水位時，控制裝置2接收液位反饋裝置16的反饋信號，經(jīng)過處理后，控制裝置2會發(fā)出控制信號給系統(tǒng)啟停大小泵，來達到保護泵站供水系統(tǒng)的安全的目的，本系統(tǒng)的控制裝置可根據(jù)三種運行方式的不同進行設計，控制裝置內(nèi)部元器件均屬國家標準產(chǎn)品，控制裝置組裝容易實現(xiàn)。
此系統(tǒng)分以下三種情況運行第一種運行情況當市政管網(wǎng)水壓和水量均能滿足用戶用水要求時，同時市政管網(wǎng)壓力大于供水部門所要求的最低供水壓力時，壓力傳感器7和8傳出信號給控制裝置2，控制裝置2傳出指令信號關(guān)閉帶有電磁閥的市政進水管15上的電磁閥門，打開帶有壓力止回閥和電磁閥管路9的電磁閥，此時泵站從市政進水管13進水，通過管路9，余壓利用調(diào)節(jié)罐1、帶止回閥和閘閥或蝶閥的連接管道3直接供給用戶，多余水量通過帶有止回閥和閘閥或蝶閥的回水管路10回到蓄水池6，蓄水池水位上升，液位控制裝置12上升，當達到液位反饋裝置16設定的最高水位時，液位控制裝置關(guān)閉管網(wǎng)進水，以防水池水外溢，這時大小泵全部停用，與常規(guī)二次加壓泵站把市政管網(wǎng)的有壓水放到蓄水池，然后用變頻泵從低位蓄水池抽水供給用戶的運行方式相比由于大小泵停用就大大地節(jié)省了此時段的泵站運行費用；第二種運行情況當市政管網(wǎng)水量滿足壓力不能滿足用戶用水要求時，同時市政管網(wǎng)壓力大于供水部門所要求的最低供水壓力時，壓力傳感器7和8傳出信號給控制裝置2，控制裝置2傳出指令信號打開帶有壓力止回閥和電磁閥管路9上的電磁閥，關(guān)閉帶有電磁閥的市政進水管15上的電磁閥，啟動帶有變頻小泵組的連接管道4上的變頻小泵，泵站從市政進水管13進水，通過帶有壓力止回閥和電磁閥管路9，余壓利用調(diào)節(jié)罐1、帶有變頻小泵組的連接管道4給用戶供水，多余水量通過帶有止回閥和閘閥或蝶閥的回水管路10回到蓄水池6，蓄水池水位上升，通過控制裝置2啟用揚程較低的小泵而大泵停用，有壓水直接進入小泵，大大提高了小泵前的進水壓力，降低了水泵的工作揚程，與常規(guī)二次加壓泵站把市政管網(wǎng)的有壓水放到蓄水池，然后用變頻泵從低位蓄水池抽水供給用戶的運行方式相比由于提高了小泵進水揚程就大大地節(jié)省了此時段的泵站運行費用；
第三種運行情況當市政管網(wǎng)壓力和水量均不能滿足用戶用水或發(fā)生火災時，壓力傳感器7和8傳出信號給控制裝置2，控制裝置傳出指令信號打開帶有止回閥和電磁閥管路9上的電磁閥和帶有電磁閥的市政進水管15上的電磁閥，泵站從市政進水管13來水，進入余壓利用調(diào)節(jié)罐1和蓄水池6，通過帶有止回閥和電磁閥的管路9，余壓利用調(diào)節(jié)罐1、通過帶有變頻大泵組的連接管道5供給用戶，這時只啟用揚程較高的大泵而小泵停用，市政管網(wǎng)進水和蓄水池出水混合后直接進入大泵，有效地提高了大泵的進水壓力，降低了水泵的工作揚程，與常規(guī)二次加壓泵站把市政管網(wǎng)的有壓水放到蓄水池，然后用變頻泵從低位蓄水池抽水供給用戶的運行方式相比由于提高了大泵進水揚程就大大地節(jié)省了此時段的泵站運行費用；通過以上三種供水方式，任何泵站采用該項發(fā)明技術(shù)均能保證在一天中的任何時段都能有效和安全地利用管網(wǎng)中的余壓來直接或間接地提高水泵的進水壓力，直接或間接地供水給用戶，同時在用戶用水高峰時，此種泵站供水方法能有效地避免無負壓供水系統(tǒng)直抽市政管網(wǎng)帶來的供水管網(wǎng)周圍壓力下降影響周圍居民用水的問題，而且本發(fā)明既適用于新建泵站，也適用于改造現(xiàn)有二級泵站，不受泵站進水壓力、泵站的供水面積、供水流量和水壓的限制，適用于大、中、小型的各種二次加壓泵站，根據(jù)泵站在市政管網(wǎng)中的位置不同，管網(wǎng)余壓也各不相同在0.18-0.50Mpa左右，最小余壓為0.18Mpa，節(jié)能效果也各不相同，通過生產(chǎn)性試驗得出與現(xiàn)有常規(guī)二次加壓泵站運行相比節(jié)能率一般在30-80％，節(jié)省蓄水池調(diào)節(jié)容積約50％左右。
權(quán)利要求
1.一種二次加壓泵站供水系統(tǒng)，包括蓄水池、泵組、連接管道、余壓利用調(diào)節(jié)罐、控制裝置、壓力傳感器、液位反饋裝置、液位控制裝置，其特征是，該系統(tǒng)具有蓄水池(6)和市政進水管(13)雙水源供水；市政進水管(13)通過帶有電磁閥的市政進水管(15)與蓄水池(6)相連，同時也通過帶有止回閥和電磁閥管路(9)與余壓利用調(diào)節(jié)罐(1)相連；余壓利用調(diào)節(jié)罐(1)通過帶有止回閥和閘閥或蝶閥的回水管路(10)與帶有電磁閥的市政進水管(15)相連，進入蓄水池(6)，在市政進水管(15)末端安裝液位控制裝置(12)，余壓利用調(diào)節(jié)罐(1)和蓄水池(6)的出水通過帶止回閥和閘閥或蝶閥的連接管道(3)、帶有變頻小泵組的連接管道(4)、帶有變頻大泵組的連接管道(5)與用戶用水管(14)相連；所述控制裝置(2)與管路(9)(15)上的電磁閥、管路(4)(5)上的大小泵、壓力傳感器(7)和(8)、液位反饋裝置(16)相連。
全文摘要
一種二次加壓泵站供水系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有蓄水池和市政進水管雙水源供水；市政進水管(13)通過帶有電磁閥的市政進水管(15)與蓄水池(6)相連，帶有止回閥和電磁閥管路(9)與余壓利用調(diào)節(jié)罐(1)相連；余壓利用調(diào)節(jié)罐通過帶有止回閥和閘閥或蝶閥的回水管路(10)與進水管(15)相連，進入蓄水池，在進水管(15)末端安裝液位控制裝置(12)，余壓利用調(diào)節(jié)罐和蓄水池出水通過帶止回閥和閘閥或蝶閥的連接管道(3)、帶有變頻小泵組的連接管道(4)、帶有變頻大泵組的連接管道(5)與用戶用水管(14)相連；比常規(guī)二次加壓泵站節(jié)能30－80％，節(jié)省蓄水池容積約50％，適用于新建和改擴建泵站，克服了現(xiàn)有供水方式的弊端。
文檔編號E03B11/16GK1773031SQ200510086880
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月15日
發(fā)明者姚宏, 田盛 申請人:北京交通大學