某综合小区智能增压给水设计方案.doc

项目编号：

小区项目（改造）
智能增压给水
设计方案

设计：________________________

________________________

复核：________________________

批准：________________________

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版本
编制日期
编 制 记 要
编 制
A/0
2013-04-16
新版编制

目 录
1.概述 3
2.工程概况 3
二.原供水系统供水不稳定及安全性的缺陷解析 5
4.小区增压供水设备设计方案 6
5.设计原则 8
6.设计依据 9
7.设计范围 9
8.增压供水设备设计 9
8.1.水源 9
8.2.用水量与扬程 9
8.3.小区供水系统 10
9.方案选型 11
9.1.设备选型 11
9.2. 箱体式——无负压智能变频恒压供水设备工艺图 12
9.3. 箱体式——无负压智能变频恒压供水设备主要配置清单 15
10.智能控制系统特点 15
10.1.智能控制系统的工作原理 15
11.智能变频恒压供水系统的经济效益分析 16
12.方案补充说明 16
13.附件 17
14.报价 18

1.概述
随着我国社会主义经济的发展，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不断提高，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设是其中一个重要方面，供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活和工作，也直接体现小区物业管理水平的高低。传统的恒速泵加压供水、水塔系统水箱的供水、气压罐供水等供水方式普遍不同程度地存在效率低、可靠性差、自动化程度不高等缺点，难以满足当前经济生活的需要。本方案针对小区的供水要求，设计多套由PLC变频器、智能压力变送器、多台水泵机组、通信模块等主要设备构成全自动变频恒压供水系统，它具有全自动恒压运行、自动工频运行、现场手动/自动控制等功能。系统有效地解决了传统供水方式中存在的问题，并具有多种辅助功能，增强了系统的可靠性，提升了系统的智能化性能。
2.工程概况
根据业主提供的原设计小区给水总平面图及原小区增压供水设备设计方案及现场勘查所获取的相关资料，小区的供水对象为四幢高层楼幢，分别是3#、16#、17#、18#楼，每幢楼的楼层的户数分布情况如下：
3#楼12层:1层为架空层；
2-12层为住宅户：
其中2-6层住宅户：5层*8户/层=40户；

7-12层住宅户：6层*6户/层=36户；
16#楼16层:1层为架空层；
2-16层为住宅户：15层*4户/层=60户；
17#楼16层:1层为架空层；
2-16层为住宅户：15层*4户/层=60户；
18#楼16层:1层为架空层物业管理层；
2-16层为住宅户：15层*4户/层=60户；
根据原设计的供水系统分区，当前小区的3#、16#、17#、18#四幢楼的供水系统分区为：
3#、16#、17#、18#四幢楼的1-5层用户用水由市政给水管网直接供给；
3#、16#、17#、18#四幢楼的6层及6层以上用户用水由增压供水设备供给；
原小区增压供水设备设计方案用1套增压供水设备对3#、16#、17#、18#四幢楼的6层及6层以上用户供水，设备安装位置于18#楼的地下室水泵房内，设备型号为：XMW-24-0.36，配套水泵台数为3台，供水系统控制为两用一备，供水设备参数为：
流量Q24m³/h ；扬程H=36m；功率N=3.0Kw*3台；
业主述，小区用水高峰期时，高层出现断水、缺水现象，要求合理解决此供水障碍。
综合上述，该小区用增压设备供水的3#、16#、17#、18#四幢楼的高层用户按当前供水系统，在用水高峰期时，供水流量及扬程无法满足，导致其严重地断水、缺水。就此用水难题，重新对当前的3#、16#、17#、18#四幢楼的高层用户供水系统进行改造，供水系统要
求安全、稳定，不受用水高峰期的影响。
二.原供水系统供水不稳定及安全性的缺陷解析
结合现场勘查及原设计方案，原设计方案设备参数为：Q=24m³/h（两用一备），H=36m；功率N=3.0Kw*3台；其中扬程的设计为市政管网叠加压力；另外现场配套水泵有一台已经损坏；现场配套水泵单泵参水为：Q=7.5m³/h，H=40m；设备前置无负压罐进水端漏水。
由此可得：
1.现场设备实际能满足的最大供水流量Q=22.5m³/h，不符合原设计方案设计参数Q=24m³/h；
2.随着城市的建设不断扩大和城市居民楼房的不断崛地而起，城市的供水需求量的不断提高，市政管网的供水压力随之不断地降低，故原设计的增压供水设备叠压后的供水压力无法满足高层用户用水的供水压力。
3.现场配套泵已经损坏1台，当用户用水量不断增大时，系统只能由未损坏的两台水泵不断的运转向用户供水，长期未得到轮换运转的这两台水泵的叶轮磨损速度加快，当叶轮磨损到一定的程度时，输出的水流量也随之下降；另外叶轮磨损较重后使之内置结构的不平衡，造成了水泵不间断的发出噪音，时间久后，噪音将越来越大，严重地干扰了小区居民的正常作息。
4、当前地下室增压供水设备前端设置的无负压罐的进水口处于漏水状态，随着时间的推移，不仅对水资源的浪费，而且也大大降低的市政管网的供水压力；

6、控制系统的安全性能不高，该控制系统原配套的PLC品牌为台达，该品牌PLC在变频恒压供水行业中应用较少，其一般应用于控制精度要求不高的其他机械配套行业；同时除了变频器采用较知名的ABB品牌外，其它电子元器件均采用了不知名的国产产品，这类国产电子元器件基本已经被市场淘汰，因此如遇增压供水设备控制系统故障，维修方面存在一定隐患。
4.小区增压供水设备设计方案
本次方案的设计理念是以解决当前小区的高层用户存在的安全供水问题为目标，结合小区存在的一系列安全供水隐患进行优化设计，本着节能、经济的发展原则，对原设计于地下室的增压供水设备的采取节材则用的方式进行合理化改造，考虑到小区原设计的增压供水设备因长期地不断启停使用，水泵已经开始出现老化现象，甚至运行时会不断地出现漏水，运行过程中噪音很大，以及使用过时的电气控制系统，导致了小区3#、16#、17#、18#四幢楼的高层用户在高峰期用水时，经常出现停水、断水现象，直接影响到小区的正常的工作作息。为了解决当前的供水安全隐患，我司推荐采用一套箱体式——无负压智能变频恒压供水设备来替代原设计的增压供水设备，考虑到整个项目的投资及经济效益情况，原供水系统配置采取优胜劣汰，除了两个ABB变频器再利用，其余元件淘汰。
箱体式——无负压智能变频恒压供水设备主要的供水特性：
1、 噪音低——箱体具有消音降噪，降低水泵机组的运行产生的声音；
2、 控制系统稳定性好——变频器（采用原设计方案的ABB品牌，）及中央处理器（欧

姆龙）、低压电器（施耐德）等主要电器配置均采用国际知名品牌，这些元件性能质量好，系统稳定，市场占有率高，对系统的安全稳定性有保障；
3、 无负压装置——充分利用了市政管网的原有压力，在原有压力基础上，实现压力
又叠加，实现差多少补多少，解决了小区用水高峰期时，小区进水市政管网不出现负压现象，供水系统进水压力，大大地提高整个小区供水系统的可靠性、稳定性；
4、节水——避免了低位水池的漏水、渗水。同时消除了低位水池定期换水、清洗产生
的水量浪费，既节约了水资源有避免了水量漏耗分摊带来的纠纷和负担；
5、管理方便 ——无需对低位水池和高位水箱进行管理和定期清洗，无人值守系统，
远程数据传输预留口，可与小区物业控制中心、城市供水管网监控系统互连互通；
6、安全——与市政管网直接串联，避免了低位水池产生的二次污染；整个系统为全封
闭的增压系统，减少了突发性水质破坏事件可能产生的环节和转染病转播途径。
小区的供水分区及供水设备安装位置参照原设计，即
3#、16#、17#、18#四幢楼的1-5层用户用水由市政给水管网直接供给；
3#、16#、17#、18#四幢楼的6层及6层以上用户用水由箱体式——无负压智能变频恒压供水设备供给；
箱体式——无负压智能变频恒压供水设备的设置于18#楼地下室水泵房内；
当前引入小区地下室泵房的市政管网的管道口径为DN100，0流量工况下的，市政管网的供水压力为0.35Mpa。
综合上述，箱体式——无负压智能变频恒压供水设备所供应的楼幢号及户数为：

3#楼6-12层：7层*6户/层=42户；
16楼6-16层: 11层*4户/层=44户；
17#楼6-16层: 11层*4户/层=44户；
18#楼6-16层: 11层*4户/层=44户；
即小区3#、16#、17#、18#四幢楼6-16层的总用水户为： 42+44+44+44=174户；
小区18#楼地下室的箱体式——无负压智能变频恒压供水设备的出水点至最不利点（16#楼底）的水平距离为100米，最不利点的供水压力为0.66Mpa；
5.设计原则
本工程根据小区的实际情况，本着节能、环保、降低运行费用、便于维护管理、技术先进合理、运行安全可靠的原则。
6.设计依据
5.1．本项目的基本资料（甲方提供的资料）
给水总平面图、地下室位置及分区情况；
5.2．建筑给水排水设计规范 GB50015-2003
5.3. 智能变频恒压供水设备行业标准
7.设计范围　
室内生活给水：小区3#、16#、17#、18#四幢楼6-16层的住宅户。
8.增压供水设备设计
8.1.水源
引入小区地下室的市政给水管网的管道口径为DN100，0流量工况下，市政管网的供水压力为0.35MPa；
8.2.用水量与扬程
8.2.1.各用水部位统计结果如下
用水部位
用水标准（L/人·d）
总户数
设计人数（人/户）
用水时间（H）
小时变化系数（Kh）
用水量计算结果
最大日
（m³/d）
最大时
（m³/h）
平均时
（m³/h）
3#、16#、17#、18#四幢楼6层及6层以上用户
300.00
174
3.5
24.0
2.3
432
18
7.8
8.2.2．最大设计扬程计算
供水区域
供水最高楼层
楼层高度（m）
地下室高度（m）
静水损失(m/层)
沿程水平距离（m）
沿程损失(m)
总扬程(m)
3#、16#、17#、18#四幢楼6层及6层以上用户
16
3
5
1
100
7
66
8.3.小区供水系统
8.3.1. 分区供水及供水方式
1、分区供水

小区3#、16#、17#、18#四幢楼的1-5层用水户由市政管网直接供给；
小区3#、16#、17#、18#四幢楼的6层及6层以上用水户由箱体式——无负压智能变频恒压供水设备供给；
2、供水方式：
下行上给式
8.3.2.供水设备安置地点
小区的箱体式——无负压智能变频恒压供水设备设置于18#楼地下室水泵房内，位置与原设计相同。（详见地下室水泵房平面布置图）
8.3.3.供水设备动力源
增压供水设备的动力电源由甲方实施引至增压供水设备控制箱内。由于增压供水设备放置于小区地下室水泵房内，建议业主在增压供水设备附近的墙体或者梁柱上设一总电源配电箱，再从总电源配电箱内引电缆至增压供水设备控制箱断路器。
8.3.4.用户分区供水示意图
详见附件
9.方案选型
结合本项目生活用水特点以及设备水泵性能，我司技术人员对本项目中的增压给水设备经过严格的计算和校核，优化原设计方案，拟选箱体式——无负压智能变频恒压供水设备，系统采用3台立式多级离心泵的运行方式。

9.1.设备选型
设备型号：TGF/ZN-18-66-3.0*3 （两用一备）
设备参数：Q=18m³/h H=66m N=9.0Kw
配用水泵型号：CVX081/8+F0300T211 数量：3台 品牌：凯帛瑞
单机参数：Q=9.0m³/h H=70m N=3.0Kw
智能控制箱（配套电器品牌:变频器为ABB;中央处理器为欧姆龙，低压电器为施耐德.）

9.2. 箱体式——无负压智能变频恒压供水设备工艺图

箱体式——智能变频恒压供水设备进水管及无负压罐立面透视图

箱体式——智能变频恒压供水设备侧视图
9.3. 箱体式——无负压智能变频恒压供水设备主要配置清单
序号
名 称
货物描述
(规格型号)
性能
单位
数量
品牌、产地
1
立式多级不锈钢
离心泵
CVX081/8+F0300T211
单机参数：
Q =9.0m³/h，H=66m，N=3.0Kw
台
3
caprari凯帛瑞
2
无负压罐
05T

套
1
鑫福监制
3
真空抑制器
DN100

套
1
鑫福
4
稳压罐
300Ｌ
全囊式
套
1
进口
5
不锈钢成套工艺管路及附件
Y型过滤器、防污隔断阀、三通阀、蝶阀、止回阀、软接头、进出水管及附件等
套
1
鑫福

6
智能化人机界面控制系统
变频器
套
2
ABB
人机界面(彩色触摸屏)
套
1
维控
中央处理器
套
1
OMRON
欧姆龙
进口低压电器
套
1
施耐德
进、出口压力检测及保护
套
1
鑫福
配电箱体及附件
套
1
鑫福
7
减震器

套
1
鑫福监制
8
豪华式外箱体

套
1
鑫福
10.智能控制系统特点
10.1.智能控制系统的工作原理
本系统采用变频器对水泵进行无级平滑调速，使供水管网的压力在流量范围内变化时保持恒定。
采用变频器控制，出水管网上的压力经过远传压力表把管网的压力变成0～5V（10V）的模拟电压信号，或者变成4～20mA的电流信号送入变频器，与给定的压力值比较得到误
差电压，经过PID调节来控制水泵电机的转速，满足达到用户需要的压力。
用水量与转速、频率大小按同一方向变化，即当用水量增大时，转速、频率均升高；反之，当用水量减少时，转速、频率均下降，即用水量减少则电机处在较低的转速下运行，既节约了电能也减小了噪音，改善环境。
11.智能变频恒压供水系统的经济效益分析
变频恒压供水设备一具恒压，二具节能，之所以能够有显著的节能效果及产生巨大的经济效益，关键是采用了交流电机变频调速，能使供水系统水泵实现变速状态工作，且能始终保持在较高的工作效率。变频调速从电网吸收的电能大大减少。
从功耗、流量、转速上分析，以及电量的比较，节电效果在27%以上。显而易见，其节能效果和提高经济效益是十分突出的。
再因采用变频软启控制方式，大大减少开泵、切换和停泵次数，因此减少对设备的冲击，延长设备使用寿命。
另外，对一个水源严重不足的国家来讲，其社会效益也是相当巨大的。
12.方案补充说明
12.1．小区供水系统的设计方案主要以业主提供的资料为设计依据，本着供水的可靠性、安全性原则，选择最节能、最经济化的箱体式——无负压智能变频恒压供水设备对住户进行供水。因此，小区供水系统的设计方案在订货之前，业主需要对小方案中的数据是否与实际数据相符以及增压供水设备的安装位置进行确认，以确保所选取的前置水箱/市
政给水管网自动切换智能变频恒压供水设备满足小区的用水需求。
12.2．小区增压供水设备电源线路的走向，由业主自行根据现场的情况把电源线路引入增压供水设备。由于增压供水设备放置于小区地下室水泵房内，建议业主在增压供水设备附近的墙体或者梁柱上设一总电源配电箱，再从总电源配电箱内引电缆至增压供水设备控制箱断路器，以便为后期增压供水设备试、运行提供可靠性保证。
13.附件
分区供水系统图
地下室水泵房平面布置图 地下室泵房工艺管道系统图
14.报价
序号
名 称
货物描述
(规格型号)
性能
单位
数量
品牌、产地
报价
1
立式多级不锈钢
离心泵
CVX081/8+F0300T211
单机参数：
Q =9.0m³/h，H=66m，N=3.0Kw
台
3
caprari凯帛瑞

2
无负压罐
0.5T

套
1
鑫福监制
3
真空抑制器
DN100

套
1
鑫福
4
稳压罐
300Ｌ
全囊式
套
1
进口
5
不锈钢成套工艺管路及附件
Y型过滤器、防污隔断阀、三通阀、蝶阀、止回阀、软接头、进出水管及附件等
套
1
鑫福

6
智能化人机界面控制系统
变频器
套
2
ABB（利用原设备）
人机界面(彩色触摸屏)
套
1
维控
中央处理器
套
1
OMRON
欧姆龙
进口低压电器
套
1
施耐德
进、出口压力检测及保护
套
1
鑫福
配电箱体及附件
套
1
鑫福
7
减震器

套
1
鑫福监制
8
豪华式外箱体

套
1
鑫福