阀门控制利用管网余压供水节能试验研究

摘要

传统的二次加压泵站供水方式通常是把城市管网来水送到低位水箱，然后水泵从低位水箱吸水加压后供给用户。这样能供稳定的水量但是城市管网中的剩余压力完全被泄掉，造成能量浪费。在现有二次加压泵站变频调速节能方式的基础上，针对一种阀门控制城市利用管网余压新节能技术进行试验研究。
　　阀门控制利用城市管网余压节能技术是把加压泵与城市给水干管直接连接，在保证市政管网压力不低于最小压力要求前提下通过阀门自动调节利用管网余压。当泵站来水量大于泵站出水量时，一部分来水进入水箱一部分直接进入加压泵；当泵站来水量小于等于泵站出水量时，市政来水全部直接进入加压泵。阀门控制管网余压利用技术不仅可以利用原城市管网向低位水箱进水泄压浪费的能量，还可以避免泵站直抽管网影响周边用户正常用水。
　　模型试验，进行了两个方面的研究：（1）泵站在不同条件下运行的阀门控制余压利用节能效果以及其影响因素；（2）通过数据统计，总结出阀门控制利用管网余压节能技术的最佳节能条件。
　　模型试验研究结果表明：（1）与传统方式变频调速恒压供水相比，用水低峰期平均节能33.2％~58.2%，用水平均时平均节能56.3%～75.3%，用水高峰期平均节能19.6%～24.4%，节能效果非常显著。其中平均时余压利用率最高。（2）最佳节能条件是水量分配执行器开度在0%～78%且进水阀开度在0～29%之间。（3）市政管网最小保护压力越小，泵站出水量越小，泵站来水压力越大，余压利用率越高。（4）水箱进水阀开度、泵站出水量、泵站来水压力、市政管网最小保护压力影响主次关系是进水阀>泵站出水量>市政管网最小保护压力>泵站来水压力。（5）余压利用时，市政管网最小保护压力不低于设定的最小压力值，不会影响周围用户正常用水。（6）可保证用户最不利点压力稳定不变。

目录

阀门控制利用管网余压供水节能试验研究

RESEARCH ON ENERGY-SAVING TECHNOLOGY OF UTILIZING RESIDUAL PRESSURE BY VALVES REGULATING ON WATER SUPPLY

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景

1.1.1 “节能减排”是我国经济持续发展的重要举措

1.1.2 城市供水系统能耗

1.1.3 二次加压泵站节能现状及分析

1.2泵站节能运行方式及能耗分析

1.2.1 水泵全速直连供水方式

1.2.2 水泵变频调速恒压供水方式

1.2.3 管网直连无负压供水方式

1.3 泵站的节能潜能

1.3.1 水泵节能

1.3.2 泵站电动及输配电系统节能

1.4 课题研究的目的意义及主要研究内容

1.4.1 课题研究的目的意义

1.4.2 课题研究的主要内容

第2章 阀门控制利用管网余压原理

2.2 阀门控制管网余压利用节能原理

2.2.1 系统工作方式

2.2.2 水泵运行工况

2.3 阀门控制管网余压利用能耗分析

2.3.1 泵站平均水力功率

2.3.2 供水理论需要消耗的功率

2.3.3 供水实际电耗功率

2.3.4 水泵电损功率

2.3.5 水泵电损率

2.3.6 泵站节能效率

第3章 阀门控制管网余压利用试验装置设计

3.1 试验模型的设计

3.1.1 原有试验模型

3.1.2 改造试验模型

3.2 模型自动控制系统

3.2.1 自动控制的硬件系统

3.2.2 自动控制的软件系统

3.3 本章小结

第4章 实验数据分析

4.1 测量管网特性曲线

4.2 传统方式变频调速恒压供水能耗分析

4.2.1泵站在出口恒压0.24MPa状态下电耗分析

4.2.2 泵站在出口恒压0.18MPa状态下电耗分析

4.3 阀门控制余压利用供水系统能耗分析

4.3.1 低峰期，余压利用情况分析

4.3.2 平均时，余压利用情况分析

4.3.3 高峰期，余压利用情况分析

4.4 技术比较

4.4.1 无负压给水设备原理

4.4.2 无负压给水设备缺点

4.4.3 阀门控制余压利用供水技术的优点

4.5 经济分析

4.6 本章小结

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