無負壓給水設備展示圖

摘 要 

指出無負壓給水設備存在問題并簡略論述之 關鍵詞 無負壓給水 管網疊壓 水泵工況 變頻調速 無負壓給水設備應具有兩項基本功能。一是“無負壓”功能,即不使取水管路中產生負壓,二是控制水泵增壓送水,滿足用水端的壓力和流量需求。有一種觀點認為：在傳統的變頻調速供水設備的前端，增加上“無負壓”的技術措施就成為了具有兩項功能的無負壓給水設備。對于把這項新技術簡單化的觀點,筆者不敢茍同。因為,當水泵直接由管網抽水,在疊加管網壓力的工況下運轉時，水泵的特性及控制系統特性均有所變化，與水池取水加壓時有很多不同。同時,水泵進水的管路(管網)與水泵出水管路緊密連接,形成了流體連續輸送,壓力直接傳遞的動態過程。這些是傳統的變頻調速技術所未曾涉及的新課題.是無負壓供水設備自身特點所產生的新的問題點。本文將其歸納為三點，論述如下：

1.管網疊壓的不確定性造成選泵困惑及運行中不良工況的出現。 水泵吸水口可疊加的壓力知多少?是較難準確定量的問題。在設計選泵時,有可能無法得到準確的數據,因為管網壓力并非穩定,而是受很多因素的影響而變動,如管網供水“時變化曲線”的高峰和低谷,管網運行調度跟蹤用水量變化不及時；管網因工事或維修關閥倒閘改變送水路徑；管網受瞬變流的沖擊等情況均會使管網壓力變化,有時會幅度很大。另外,水泵可疊加的管網壓力是由管網在引水管接口處的壓力和引水管路阻力特性兩項數據決定的,是隨流量變化的函數,也是一個變量。    

從理論上講,選泵應考慮“疊壓”因素。利用疊壓的條件,可使所選水泵額定壓力和功率降低,并使水泵疊壓后仍能在高效率區運行,不出現超壓、過負荷等不良工況。但由于疊壓數值往往不能準確采取而令人困惑。  主張不用考慮疊壓,按所需最大流量和最不利點所需壓力選泵的理由也很充分。因為大多數無負壓設備在進水罐上吸氣閥打開或曰負壓消除器工作時,水泵吸水口已無壓可疊。再者,如果管網方面常常不能保證選泵時所疊之壓力則水泵會無能力滿足用水需要。不考慮疊壓選泵而水泵要疊壓運行則必需有技術上的對策。一方面需要控制水泵能夠在低頻率饋電下運轉，而水泵電機在低頻運轉時會有很多技術問題,例如:電機的低頻饋電下發熱、低頻時機械共振、哨叫噪音、水泵在低頻小流量會偏離高效率區和穩定工況區,以及低轉速時水泵上端積氣,造成真空度跌落,使之升速時則不會出水,空攪泵殼體內死水發熱等等。因此,不疊壓選泵時水泵可能長期在低頻下運轉,就應有針對水泵低頻運轉工況的技術措施,避免上述問題或故障的發生。同時,因為水泵在疊壓幅值較高時有可能出現高效區右端以外的不良工況使水泵超負荷或氣蝕區工作而產生故障,這就要求對水泵的允許運行區間進行控制,使其在規定的安全、高效范圍內工作并滿足用水需求。