無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)安裝施工技術(shù)的應(yīng)用

秦景順

(中鐵六局太原鐵路建設(shè)有限公司，山西 太原 030013)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快和人們生活水平的不斷提高，越來(lái)越多的高層建筑拔地而起，對(duì)飲用水的衛(wèi)生要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的供水方式一般采用設(shè)置蓄水池和水泵對(duì)高層用戶供水管網(wǎng)進(jìn)行加壓，存在著水源的二次污染，不能滿足人們對(duì)健康飲水的要求。無(wú)負(fù)壓供水技術(shù)在這種條件下應(yīng)運(yùn)而生，它是直接串接在室外供水管網(wǎng)上進(jìn)行二次疊加供水，充分利用自來(lái)水管網(wǎng)的一次壓力來(lái)為高層供水，且不會(huì)產(chǎn)生水質(zhì)二次污染，因此被越來(lái)越多的應(yīng)用在工程中。

1 工程概述

中鐵六局太原鐵路建設(shè)有限公司生產(chǎn)調(diào)度指揮中心大樓，總建筑面積20 063.11 m2，地上12層，地下2層，本工程分為兩個(gè)區(qū)，地下2層～地上3層由市政管網(wǎng)直接供水，4層～12層由地下2層水泵房的無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備供水。項(xiàng)目部針對(duì)無(wú)負(fù)壓給水系統(tǒng)安裝施工技術(shù)進(jìn)行了研究，克服了質(zhì)量通病，保證了安裝質(zhì)量，供水效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

2 施工工藝流程

2.1 無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)施工工藝流程

工藝流程為:施工準(zhǔn)備→設(shè)備基礎(chǔ)制作→設(shè)備安裝→進(jìn)出水管連接→控制柜安裝連接→設(shè)備調(diào)試→管道設(shè)備沖洗消毒→竣工驗(yàn)收。

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 設(shè)備選型

1)流量調(diào)節(jié)器選型。

市政管網(wǎng)給水量小于用水量時(shí)，流量調(diào)節(jié)器能夠?qū)?chǔ)存水補(bǔ)充給用戶，滿足用戶用水量需求。流量調(diào)節(jié)器的體積應(yīng)不小于最大小時(shí)流量的1%，再考慮安全系數(shù)，選定流量調(diào)節(jié)器為φ800 mm×1 500 mm，材質(zhì)為304食品級(jí)不銹鋼。

2)泵的選型。

按最大流量(在沒有最大流量時(shí)，通?？扇≌Ａ髁康?.1倍作為最大流量)，取放大5%～10%余量后的揚(yáng)程這兩個(gè)性能的主要參數(shù)，再結(jié)合市政供水低峰時(shí)壓力值，在型譜圖或者系列特性曲線上確定具體型號(hào)。

2.2.2 設(shè)備安裝

1)設(shè)備尺寸的定位。根據(jù)設(shè)備各部件尺寸及進(jìn)出水口的標(biāo)高，用槽鋼制作一個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)，要求設(shè)備基礎(chǔ)的平整度誤差滿足規(guī)范，保證水泵安裝的水平度。槽鋼基礎(chǔ)就位時(shí)，利用彈性墊鐵將基礎(chǔ)找平，保證其水平度，用地腳螺栓將槽鋼基礎(chǔ)與地面牢固連接。

2)無(wú)負(fù)壓機(jī)組安裝。槽鋼基礎(chǔ)安裝完畢后，將無(wú)負(fù)壓機(jī)組的流量調(diào)節(jié)罐和水泵安裝到槽鋼基礎(chǔ)上，水泵安裝時(shí)同樣利用彈性墊鐵將其找平，并用力矩扳手緊固螺栓，以保證水泵的縱橫向水平度及運(yùn)行時(shí)降低振動(dòng)噪聲。

流量調(diào)節(jié)罐和水泵安裝完畢后，進(jìn)行管道連接，水泵進(jìn)出水口加橡膠軟接頭，防止水泵振動(dòng)破壞管道系統(tǒng)嚴(yán)密性;水泵輸水管道上設(shè)止回閥，防止突然停泵產(chǎn)生的水錘損壞水泵。

3)控制柜安裝?？刂乒癜惭b位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高溫、高濕、高灰塵的環(huán)境，安裝時(shí)應(yīng)與墻體保持足夠的散熱空間，底座必須與地面基礎(chǔ)牢固固定，且柜體做到與地面垂直，外殼做可靠接地。

2.2.3 試運(yùn)行操作

1)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)檢查各線路連接是否牢固，是否存在虛接;

2)水泵進(jìn)水側(cè)閥門打開，灌水排氣，直至排氣口排出水為止;

3)檢查水泵在工頻狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)方向是否正確;

4)設(shè)置進(jìn)出水口壓力保護(hù)范圍，進(jìn)口壓力不得低于市政管網(wǎng)用水高峰時(shí)的最低壓力值，防止設(shè)備在市政管網(wǎng)用水高峰運(yùn)行時(shí)對(duì)市政管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓情況;同時(shí)進(jìn)口壓力不得高于市政管網(wǎng)正常供水壓力，避免當(dāng)市政管網(wǎng)壓力稍微有所波動(dòng)設(shè)備就會(huì)停機(jī)，甚至根本無(wú)法啟動(dòng)。出口壓力不得低于最不利點(diǎn)所需揚(yáng)程;

5)調(diào)試各種工況下水泵的運(yùn)行狀態(tài)，保證水泵的運(yùn)行狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)一致;

6)在額定負(fù)荷下按照規(guī)定時(shí)間、步驟運(yùn)轉(zhuǎn)水泵，試運(yùn)轉(zhuǎn)中各項(xiàng)要求(各軸承及各運(yùn)動(dòng)部件的溫升、溫度、機(jī)械密封和填料密封的泄漏量等)應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范要求，并詳細(xì)記錄(見圖1)。

圖1 各工況下泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)圖

3 施工質(zhì)量控制

無(wú)負(fù)壓設(shè)備在安裝操作不當(dāng)時(shí)，會(huì)造成設(shè)備運(yùn)行噪聲大、壽命減小、無(wú)負(fù)壓功能失效等問(wèn)題，在安裝過(guò)程中需要對(duì)施工工藝步驟進(jìn)行控制，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)范要求施工，才能達(dá)到高效、環(huán)保的運(yùn)行效果。

通過(guò)制作槽鋼設(shè)備基礎(chǔ)并利用墊鐵調(diào)節(jié)槽鋼基礎(chǔ)的水平度，保證了無(wú)負(fù)壓設(shè)備基礎(chǔ)的平整度，同時(shí)在設(shè)備基礎(chǔ)與地面間、水泵與設(shè)備基礎(chǔ)間加設(shè)減震墊，保證水泵在運(yùn)行時(shí)的軸向垂直度，降低運(yùn)行噪聲，增加使用壽命;在設(shè)備調(diào)試工程中通過(guò)設(shè)置流量調(diào)節(jié)器上的壓力傳感器的壓力下限，使設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中達(dá)到真正的無(wú)負(fù)壓。

1)設(shè)備基礎(chǔ)表面應(yīng)平整、勻稱，所有焊接均勻牢固，無(wú)明顯變形或燒穿等缺陷;

2)設(shè)備基礎(chǔ)與地面、設(shè)備與基礎(chǔ)之間連接牢固，并設(shè)有減震措施;

3)設(shè)備應(yīng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和軟啟動(dòng)的功能。定壓給水時(shí)設(shè)定壓力，與實(shí)際壓力差不得超過(guò)0.01 MPa;

4)設(shè)備的控制箱面板應(yīng)有觀察設(shè)定壓力和實(shí)際壓力的顯示窗口;

5)成套設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，設(shè)備連接市政自來(lái)水管網(wǎng)的接口處的壓力不應(yīng)小于0.2 MPa(可根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)壓力值大小);

6)設(shè)備能定時(shí)或在市政自來(lái)水管網(wǎng)在用水的高峰期時(shí)(即自來(lái)水管網(wǎng)壓力在最低點(diǎn)接近0.2 MPa)，設(shè)備能自動(dòng)切換到水箱供水;

7)在規(guī)定的流量范圍內(nèi)，揚(yáng)程不得低于最不利用水點(diǎn)所需的揚(yáng)程;

8)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的最大震動(dòng)烈度不得超過(guò)4.5 mm;

9)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)最大噪聲不得超過(guò)90 dB(A);

10)設(shè)備連續(xù)運(yùn)行10 h，試驗(yàn)中各種動(dòng)作及功能應(yīng)正確無(wú)誤。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

以中鐵六局集團(tuán)太原鐵路建設(shè)有限公司開發(fā)的生產(chǎn)調(diào)度指揮中心樓工程為例，該工程日最高用水量為10 m3/d，最大時(shí)生活用水量為1.87 m3/h，對(duì)傳統(tǒng)供水方式與無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)進(jìn)行分析。

4.1 投資節(jié)省

傳統(tǒng)供水方式需安裝滿足當(dāng)日用水量的水箱，既需要設(shè)置一有效容積為10 m3的水箱，有效容積率0.9，總?cè)莘e為1.1 m3，以不銹管水箱2 000元/m3計(jì)算。無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備則無(wú)需設(shè)置水箱，節(jié)省水箱投資2.22萬(wàn)元。

4.2 管理費(fèi)用

傳統(tǒng)供水方案所設(shè)水箱應(yīng)每半年清洗1次，還要停水1 d，水箱按50元/m2考慮清潔費(fèi)和檢疫檢驗(yàn)費(fèi)，其地下水箱的清洗面積約30 m2，每年的管理維護(hù)費(fèi)用約50元/m2×30 m2×2次=3 000元/年，按20年考慮，則無(wú)負(fù)壓供水方案可節(jié)省管理維護(hù)費(fèi)用約6萬(wàn)元。

4.3 節(jié)能分析

無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備可充分利用自來(lái)水管網(wǎng)壓力，采用變頻調(diào)速，水泵電機(jī)在微機(jī)的控制下，根據(jù)自來(lái)水的壓力調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，只對(duì)自來(lái)水的進(jìn)水壓力和所需壓力進(jìn)行補(bǔ)壓，當(dāng)自來(lái)水的壓力滿足要求時(shí)設(shè)備就停止工作，節(jié)能效果非常明顯，分析如下:以該工程為例，根據(jù)用水規(guī)律，用水高峰約2 h，中峰約5 h，低峰約7 h，小流保壓期約10 h，則水泵每天電耗，小流量保壓時(shí)間為10 h。

無(wú)負(fù)壓供水水泵每年運(yùn)行電耗為16.5(kW·h)/d×365 d×0.8 元/(kW·h)=0.48萬(wàn)元/年。

傳統(tǒng)供水方案選用2臺(tái)11 kW水泵，水泵工頻運(yùn)行，水泵按每天10 h運(yùn)行，則每天電耗W=110(kW·h)/d，那么每年運(yùn)行電耗為110(kW·h)/d×365 d×0.8元/(W·h)=3.21萬(wàn)元/年。

綜上，與傳統(tǒng)供水方案相比，選用無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備可節(jié)省年運(yùn)行電耗2.73萬(wàn)元/年，以運(yùn)行20年考慮，則可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用約54.6 萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)安裝施工技術(shù)的研究和應(yīng)用，可保證供水系統(tǒng)施工質(zhì)量、降低成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。