无负压供水系统中水泵水锤的瞬态分析
文章编号: 1005-0329(2010)12-0026-04
收稿日期: 2010-07-07
无负压供水系统中水泵水锤的瞬态分析
王芳群,李 岚,伍琴琳,钱坤喜,宋顺林
(江苏大学,江苏镇江 212013)
摘 要: 针对某大型无负压泵站,应用一维流体软件FLO WM A S TER 对开泵、关泵和水泵变频过程进行暂停分析,结果表明:无负压设备在关泵、开泵、升频和降频过程中,均产生水锤现象,而且水锤迅速在整个供水管网内传递;无负压泵站前端管网的水锤压力变化较小,压力变化不超过0.01M P a ,泵站下游管网的水锤压力变化较大,超过0.03M Pa ,水锤最大压力低于0.337M P a ,低于管道的承压值。关键词: 无负压设备;水锤;关泵;开泵;变频
中图分类号: TD442+.2 文献标识码: A do:i 10.3969/.j issn .1005-0329.2010.12.007
Transie nt Si m ulati o n ofW ater Ha mm er in t he N o -negative -pressure D istributi o n Syste m
WANG Fang -qun ,LI Lan ,WU Q in -li n ,Q I A N Kun -x i,SONG Shun -lin
(Jiangsu U n i v ers it y ,Zhenji ang 212013,Ch i na)
Abstrac t :
Pump units are the m a i n part of the no -negative -pressure fac ility i n the wa ter distr i buti on syste m.In o rder t o achiev e
constant pressure o f w ater supp l y and i m prove the lif e o f pu m ps ,starti ng pu m p ,stopp i ng pu mp and vary i ng frequency a re very comm on i n t he perfor m ance of the fac ility .In t h is artic l e ,the soft w are of F l owm aster has been app lied i n net w ork adj ust m ent ca-l culation based the data f o r the pump i ng stati ons w ith no -nega tive -pressure f ac ility and p i pe net wo rks to pred i c t the w ater ha mm er in sta rting pump ,stopp i ng pu m p and vary i ng the frequency o f pumps .The results represent that the m ode l built by the autho r can pred ict the water ha mme r o f the d i str i bu tion system and w ater hamm er i s found t o transfers a l ong w ith the w ater pi pe ne t w orks i n sta rting pump ,stopp i ng pu m p and chang i ng the frequency of pu m ps .A fter co m pa rison of the results ,s m all er pressure change no less than 0.1bar is found i n t he front part of net wo rk wh il e pressure change over 0.03M Pa em erges i n the back part o f net work w it h t he max i m u m of 0.337M P a ,w hich never exceed t he bea ri ng l eve l of pipes .K ey word s :
no -negati v e -pressure fac ility ;w ater hamm er ;pump stoppi ng ;pu mp starti ng ;variab le frequency
1 前言
与传统供水的二次增压方式相比,无负压增压供水方式在节能、节水、节地、节省建设资金等方面具有显著优势,近年来逐渐成为城市供水的重要模式[1、2]
。
无负压供水设备主要由水泵机组、无负压稳流补偿器、真空抑制器、压力传感器(或远传压力表)、控制系统等组成。无负压设备在用水高峰期和用水低峰期的过渡期间,需要开泵或关泵以满足供水要求;为了提高泵的使用寿命,水泵轮流工作,水泵启动和停止的频率每月超过10次以上;为了保证恒压供水,泵站机组有一台泵始终工
作于变频模式。因此,在无负压供水系统中,开泵、关泵和变频过程非常频繁。而在此过程中,由
于流速的急剧变化导致压力的变化,产生气囊、气阻、震动、噪声、倒流、压力振荡,即水锤现象。水锤是导致管道爆管泄露、阀门损坏的主要原因。由于无负压设备直接与市政管网相连,水泵所产生的水锤能在短时间内传遍整个供水系统,对管道等供水设施造成破坏,为管网安全运行带来隐患[3~7]。
针对某大型无负压泵站,应用FLO WMASTER 建立了泵站和邻近管网模型,分别针对开泵、关泵和变频过程进行了水锤的瞬态计算,并分析了水锤对整个供水管网的影响。
2 无负压泵站和周围管网模型
图1示出在Flo wm aster 软件平台上建立的某大型无负压泵站和管网模型。该泵站供水能力可达30000m 3
/d 。水泵机组共有4台泵,高峰用水期3用1备,2台泵工作于工频模式,1台泵工作于变频模式;低峰用水期2用2备,1台泵工作于变频模式,另一台泵工作于工频模式。泵的参数如表1所示,管道信息均来自泵站的G I S 系统。P 为市政主管道入口,其压力信息来自于SCADA 系统。泵站采用恒压供水方式,泵站出口压力为0.31M Pa
。
图1 无负压泵站和邻近管网模型
表1 水泵参数
额定流量(m 3/h)
轴功率(k W )转速(r/m i n)扬程(m )效率(%)420
55
1483
35
81.9
3 数值结果与分析3.1 模型校核
图2为根据泵站和管网模型计算得到的出水
压力和实测压力的比较。从图2可看出:
泵站实
际出水压力值在0.31MPa 上下浮动(设定值为0.31M Pa),而模型计算得到的模拟压力大多数时段在0.29~0.31MPa 之间,通过计算,误差为?5%,建模精度较高。
图2 2009-10-12泵站出水实测压力
和模拟压力的比较
3.2 开泵瞬间水锤分析
针对泵站由2台泵供水(正常用水期)转为3台泵供水(用水高峰期)的开泵水锤进行瞬态分析。正常用水期,泵2为工频模式,泵9为变频模式,进入高峰用水期工作状态,泵9升频若不能满足供水要求,则泵9转变为工频模式,同时开启泵37,该泵采用变频工作模式。从2台泵工频运行
到开启第3台泵共同运行,开泵是一个瞬间操作,从开泵到泵以恒定转速运行这是一个瞬态过程,
压力的变化可以通过管网模型进行计算。应用泵站上游和周围管网模型(如图1所示),对管网各节点进行开泵瞬态水锤分析。根据调研和实测数据,模型边界条件设
置为:管网
上游压力(节点31)设为0.193MPa ,泵进口流量为1040m 3
/h;泵2和泵9均为工频模式,设10s 后开启泵37,泵37的转速升至1215r /m in 。
(a)节点29 (b )节点18
(c)节点13
图3 开泵时节点的压力变化
图3示出该泵站上游主管道节点29、支路管节点18和下游管道节点13开泵瞬间压力变化曲线。数值计算结果表明:泵37开启后,主管网节点29的压力从0.152MPa迅速降至0.147M Pa,下降了0.005M Pa,经过10s后恢复到0.151 M Pa;支路管节点18的压力也从开泵前的0.154 M Pa迅速下降到0.148M Pa,之后恢复到0.153 M Pa;下游节点13从开泵前的0.303M Pa上升到0.337MPa,然后在0.31MPa趋于平稳。
上游管网和周边管网的其他节点均经历了不同程度的降压)升压)趋于稳定的过程;下游管网的节点均经历了迅速升压)降压)稳定的过程,且压力变化较大。下游的水锤压力变化超过0.03M Pa,水锤压力均高于0.31M Pa,因此可以认为开泵过程中下游的水锤更容易对管道,阀门等供水设置造成损坏,应采取有效的防护措施。但是水锤压力最大值为0.337M Pa,低于管道的承压值,因此不会直接导致爆管泄露事故。3.3关泵瞬间水锤分析
针对泵站由3台泵供水(用水高峰期)转为两台泵供水(正常用水期)的关泵水锤进行暂时分析。应用泵站和周围管网模型,对管网各节点进行关泵瞬态水锤分析。模型边界条件设定为:管网上游压力(节点31)设为0.23MPa,泵进口流量设为1060m3/h,关泵前,泵2、泵37采用工频工作方式,泵9采用变频工作方式,转速设为1204r/m in,10s后,关闭泵9。
图4示出上游主管道节点29、支路管节点18和下游管道节点13关泵瞬间压力变化曲线。数值计算表明:泵9关闭后,主管网节点29的压力从0.185MPa迅速升至0.189M Pa,上升了0.004 MPa,经过10s后恢复到0.186M Pa;支路管节点18的压力从0.188M Pa迅速升至0.191MPa,之后恢复到0.189MPa;下游节点13从0.315M Pa 降至0.308M Pa,然后在0.31M Pa
趋于平稳
(a)节点29(b)节点18(c)节点13
图4关泵时节点的压力变化
关泵过程,上游管网和下游管网的节点均出
现了水锤现象,下游节点的水锤压力变化小于开
泵过程。这种现象主要是由于无负压系统采用恒
压供水所导致。
3.4变频瞬间水锤分析
无论是用水高峰还是低峰,均有一台泵工作
于变频方式,当泵的转速发生变化时,泵输出的压
力也随之变化,变频瞬间的压力变化可以通过管
网模型进行计算。应用泵站和周围管网模型,进
行正常用水期升频水锤分析和高峰用水期降频水
锤分析。
(1)正常用水期升频水锤分析
设定模型边界条件:管网上游压力(节点31)
设为0.207M Pa,泵的进口流量为1000m3/h,泵2
以额定转速运行,泵37不工作,泵9的转速在10
秒内从1250r/m i n降到1200r/m i n,对管网各节
点进行升频瞬态水锤分析。
图5示出上游主管道节点29、支路管节点
18、下游管网节点13的升频瞬间压力变化曲线。
数值计算表明:主管网节点29的压力从0.154
MPa迅速降至0.15M Pa,经过10s后恢复到
0.153MPa;支路管节点18的压力从0.166M Pa
迅速降至0.163M Pa,之后恢复到0.166M Pa;下
游节点13的压力从0.301M Pa迅速升至0.314
MPa,之后恢复到0.31M Pa左右。
(2)正常用水期降频水锤分析
设定模型边界条件:管网上游压力(节点31)
设为0.23MPa,泵入口总流量为1030m3/h泵2
以额定转速运行,泵37不工作,泵9的转速在10s
内从1200r/m in上升到1250r/m in,对管网各节点
进行降频瞬态水锤分析。图6为上游主管道节点29、支路管节点18、下游管网节点13的降频瞬间压力变化曲线。数值计算表明:主管网节点29的压力从0.172MPa迅速升至0.177MPa,经过10s 后恢复到0.173M Pa;支路管节点18的压力从0.185M Pa迅速升至0.189MPa,之后恢复到0.186MPa;下游节点13的压力从0.319MPa迅速降至0.306M Pa,最后稳定在0.31M Pa。
数值模拟结果表明:升频、降频时,管网各节点的压力变化过程分别与开泵、关泵类似;变频过程的水锤压力变化不大,水锤最大压力均在管道
的承压范围内。
(a)节点29(b)节点18(c)节点13
图5升
频瞬间节点的压力变化
(a)节点29(b)节点18(c)节点13
图6降频瞬间节点的压力变化
4结论
(1)无负压泵站的开泵、关泵、变频过程中,
均产生水锤现象,且沿着整个管网传递。其中上
游管网的水锤压力变化较小,下游管网的水锤压
力较大;
(2)无负压供水系统中开泵水锤压力变化要
大于关泵水锤和变频水锤。开泵过程中下游节点
最大的压力变化达到0.03M Pa,而关泵和变频过
程,节点的压力变化均未超过0.01MPa;
(3)无负压供水系统水泵的水锤压力变化总
体不大,水锤最大压力不超过0.337M Pa,低于管
道的承压值,不会直接导致管网的爆管泄露事故。
但是由于开泵、关泵和变频过程过于频繁,随着管
龄的增长,依然会形成对管道等供水设置的破化。
因此,在无负压供水系统中要尽量采用缓闭止回
阀,在压力较高的管道中设置水锤消除器,以减弱
或消除水锤对管网的影响,保证无负压管网的运
行安全。
参考文献
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作者简介:王芳群(1977-),女,博士,主要从事流体机械等
方面的数值和实验研究,通讯地址:212013江苏镇江市江苏大学
电气学院生物医学工程系。
第四节 水锤计算的特征线法
第四节水锤计算的特征线法 前面介绍了水锤计算的解析法。解析法的优点是应用简便，但难以求解较为复杂锤问题。水锤计算的特征线法原则上可以解决任何形式的边界条件问题，可以较合理应水轮机的特性，能较方便地计人摩阻的影响，也便于用数字计算机计算。 特征线法有两种，一种以ζ-v（或H-V）为坐标场，一种以x-t为坐标场，两法的结果是一致的。 图14-12 简单管示意图 一、以ζ-v为坐标场的特征线法 图14-12表示一特性沿管长不变的水管，P为管中任意一点，距A点和B点的距离分为和。根据基本方程式(14-5)和式(14-6)可导出求解P、B、A三点水锤压强时征线方程。 （一）任意断面P的水锤求解 根据基本方程式（14-5）和式（15一6），P点在时刻t的压强和流速变化为 式中上标“P”表示地点，下标“t”表示时间，例如，表示P点在时刻t的水头，余类推。对于某一确定的断面P，为一常数，为便于书写，在波函数F和f中略去了。 对于A点，在时刻可写出下列相似的方程 因F是由A向P传播的反向波，故。由于水管特性不变，。考虑以上关系，将式(a)和式(b)两组方程相减，得 以上二式消去f，并将ζ=△H/Ho、v=V/Vmax和ρ=cVmax/2gHo。 对于B点，在时刻可以写出与式(b)相似的方程
因f是由B向P传播的正向波，故，将式(c)与(a)两组方程相减，以上法处理，得 从形式上看，式（14-35）是反x向写出的，称之为反向方程，在ζ-v坐标场上是一根斜率为2ρ的直 线，如图14-13中的线；式（9-36）是顺x向写出的方程，成为正向方程，在ζ-v坐标场上是一根斜率为-2ρ的直线，如图14-13中的线。 图14-13 ζ-v坐标场上得特征线 在式（14-35）和式（14-36）中，如已知A点在时刻和B点在时刻的压强和流速 ，即可求出P点在时刻t的压强和流速。和为图14-13中Pt的坐标值，可用 和两条直线的交点求出。用特征线法求解压强和流速的方法就是过去广为采用的水锤计算的图解法。 （二）进口B点的水锤求解 已知P点在时刻t的压强和流速，列出PB间反向方程 压力水管进口为水库或平水建筑物，,故由上式可确定未知量。 （三）管末A点的水锤求解 已知P点在时刻t的压强和流速，列出PA间的正向方程
无负压供水机组
无负压供水机组详细介绍： 充分利用自来水管网的原有压力能源，在同样供水需求的情况下，可以选用功率相对较小的水泵及控制设备，同时在夜间小流量用水的情况下利用自来水水压直接供水而无需起动水泵。相比较于传统的带水池的供水设备可节约大量的电能运行成本及成本。 无负压增压供水设备采用水泵与自来水管网直接相连，用压力调节罐作为水泵进水储水装置，采用真空消除器消除管网内所产生的负压，在充分利用自来水管网的原有压力的基础上实现了供水的二次增压，该设备既实现了增加的目的(且丝毫不会影响管网其它用户水)，又节省建水池，水箱的投次，在保证管网水质的同时(无二次污染)，又可充分利用管网的原有水压，其节能效果极其显著，可达50%以上。全自动智能控制，具有多种保护和控制功能，可实现真正无人值守。 概述 节能减排是中国目前热门趋势，公司在变频恒压供水设备的基础上开发了无负压供水设备，无负压供水设备充分利用自来水管网的原有压力能源，在同样供水需求的情况下，可以选用功率相对较小的水泵及控制设备，同时在夜间小流量用水的情况下利用自来水水压直接供水而无需起动水泵。相比较于传统的带水池的供水设备可节约大量的电能运行成本及成本。 无负压供水设备无需建造水池、水箱，占有空间相对较少，节省设备的初期和节省了冲洗水池，给水池消毒的费用。无负压供水设备为全封闭式结构，真正消除供水二次污染，为绿色环保新型供水设备。目前通用的变频恒压供水，取消了地面水池，减少了水质的二次污染，但兴建和使用地下水池的费用和地下水池对水质的污染也是一个问题。因此，无负压供水设备将是变频恒压供水设备的发展与延伸。 无负压增压供水设备采用水泵与自来水管网直接相连，用压力调节罐作为水泵进水储水装置，采用真空消除器消除管网内所产生的负压，在充分利用自来水管网直接相连，用压力调节罐作为水泵进水储水装置，采用真空消除器消除管网内所产生的负压，在充分利用自来水管网的原有压力的基础上实现了供水的二次增压，该设备既实现了增加的目的(且丝毫不会影响管网其它用户水)，又节省建水池，水箱的投次，在保证管网水质的同时(无二次污染)，又可充分利用管网的原有水压，其节能效果极其显著，可达50%以上。无负压供水设备全自动智能控制，具有多种保护和控制功能，可实现真正无人值守。 水泵，应符合下列规定： 1应采用低噪声、节能型离心泵; 2宜设两台或两台以上; 3水泵过流部分宜采用不锈钢材质。 安装方式：
水泵房设备的保养与维护方案
水泵房设备的保养与维护方案 水泵房设备保养与维护主要包括以下几个设备部份:全自动变频恒压供水控制柜、三相异步电动机、水泵、不锈钢水箱、管道、阀门等设备维护与保养： 一、全自动变频恒压供水控制柜每个月进行一次保养及维护，其具体维保内容如下： 1.０目的：确保控制柜对设备的运行、控制正常。 2.０适用范围：生活水泵变频恒压供水制柜。 3.0职责： ３.1维保部工程师主要负责指导及监督检查工作。 3.2维修部技术人员主要负责实施维护。 4.０基本内容: 4．1全面认真检修保养控制柜各部件,元件及线路。 4.2关掉控制柜电源,检查柜内的各类开关、接触器，有损坏的要及时更换，触点凹凸不平的必须更换。 4.3紧固各类器件的紧固螺栓，紧固所有接线螺栓，弹簧垫片不行的应进行更换。 4.4每月进行一次检查各类指示部件如电压表，电流表，指示灯等工作是否正常。
4.5对有弱电(即电子元件）控制板的,应检查电路组件是否清洁,元件有否脱焊。 4.6检查柜内所有的电容器，有否鼓涨或流液现象,如有要及时更换。 4.７检查所有指示标志及线头标志是否清晰,柜表面油漆有无脱落，有问题要及时修补。 ４.8每季度对柜内外进行一次全面清洁,用毛刷子或吹风机清灰尘，特别是残留电线及金属丝线,以防造成电路短路。 4.9接通控制电源，注意有无异常响声及异味,检查各指示部件的工作状态应正常,对有弱电控制板的要用万用表检查板上输入电压是否正常,操作上应小心。 4.10控制柜内应备有控制原理图。 ４．1１每年必须用５００VMΩ表测试线路的绝缘电阻(Ｒ≥１０MΩ）。 ４.12每年必须用对地电阻测试仪测试控制柜的对地电阻（Ｒ≤10Ω）。 4.13保养周期分为:月保、季保、年保;并做好记录:《控制柜保养记录表》 维修控制柜保养规程提要:接通控制电源，注意有无异常响声及异味,检查各指示部件的工作状态应正常，对有弱电控制板的要用万用表检查板上输入电压是否正常,控制压力与设定压力是否一致，操作上应小心。 二、三相异步电动机每个月进行一次保养及维护，其具体维保及故障排除内容如下：
水电站的水锤及调节保证计算
第九章水电站的水锤及调节保证计算 本章重点内容：水电站有压引水系统非恒定流现象和调节保证计算的任务、单管水锤简化计算、复杂管路的水锤解析计算及适用条件、机组转速变化的计算方法和改善调节保证的措施。 第一节概述 一、水电站的不稳定工况 由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 丢弃负荷：剩余能量→机组转动部分动能→机组转速升高 增加负荷：与丢弃负荷相反。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象 管道末端关闭→管道末端流量急剧变化→管道中流速和压力随之变化→“水锤”。 导时关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。 导叶开启时则相反，将在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中则引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。 二、调节保证计算的任务 (一) 水锤的危害 (1) 压强升高过大→水管强度不够而破裂； (2) 尾水管中负压过大→尾水管汽蚀，水轮机运行时产生振动； (3) 压强波动→机组运行稳定性和供电质量下降。 (二) 调节保证计算 水锤和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。 1．调节保证计算的任务： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据；最小内水压力作为压力管道线路布置，防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据； (2) 计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率，并检验其是否在允许的范围内。 (3) 选择调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值。 (4) 研究减小水锤压强及机组转速变化的措施。
潜水泵工作原理
潜水泵工作原理 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
潜水泵工作原理主要用途及适用范围: 潜水泵(Submergedpump)一种用途非常广泛的水处理工具。潜水泵与普通的抽水机不同的是它工作在水下，而抽水机大多工作在地面上。潜水泵的工作原理:潜水泵开泵前,吸入管和泵内必须充满液体。开泵后，叶轮高速旋转，潜水泵中的液体随着叶片一起旋转，在离心力的作用下，飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口，排出管流出。此时，在叶片中心处由于液体被甩向周围而形成既没有空气又没有液体的真空低压区，液池中的液体在池面大气压的作用下，经吸入管流入潜水泵内，液体就是这样连续不断地从液池中被抽吸上来又连续不断地从排出管流出。潜水泵的基本参数:包括流量、扬程、泵转速、配套功率、额定电流、效率、管径等等.潜水泵主要用途及适用范围:包括建设施工排、水农业排灌、工业水循环、城乡居民引用水供应，甚至抢险救灾等等 水泵原理详细介绍 借动力设备和传动装置或利用自然能源将水由低处升至高处的水力机械。广泛应用于农田灌溉、排水以及农牧业、 工矿企业、城镇供水、排水等方面。用于农田排灌、农牧业 生产过程中的水泵称农用水泵，是农田排灌机械的主要组成 部分之一。 类型 根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。 容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量，主要有活塞 2
泵、柱塞泵、齿轮泵、隔膜泵、螺杆泵等类型。叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。潜水电泵的泵体部分是叶片泵。其他类型的水泵有射流泵、水锤泵、内燃水泵等，分别利用射流水锤和燃料爆燃的原理进行工作。水轮泵则是水轮机与叶片泵的结合。上述各类水泵中以下列各式较具代表性。 离心泵是利用离心力的作用增加水体压力并使之流动的一种泵。由泵壳、叶轮、转轴等组成。动力机带动转轴，转轴带动叶轮在泵壳内高速旋转，泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体自叶轮周边抛出，汇成高速高压水流经泵壳排出泵外，叶轮中心处形成低压，从而吸入新的水流，构成不断的水流输送作用。叶轮具有逆旋转方向弯曲的叶片，其结构型式有封闭式、半封闭式和敞开式3种,农用的多为封闭式叶轮，叶片两侧由圆盘封闭。泵体沿出水管方向逐渐扩张成蜗壳形。水流自叶轮一面吸入的称单吸离心泵，自叶轮两面吸入称双吸离心泵。为增加扬程，可将多个叶轮装在同一轴上成为多级离心泵。由前一叶轮排出的水进入后一叶轮的进水口，增压后再从后一叶轮排出，因而叶轮数愈多，压力愈高。有的离心泵带有能自动排除吸水管和泵体内空气的装置，在起动前无需向泵体灌水，称自吸离心泵，但其效率常低于一般离心泵。 离心泵在农田排灌和农牧业供水中应用最广。多用于扬程高而流量小的场合。单级离心泵的扬程为5～125米，排出的流量均匀,一般为6.3～400米3/小时,效率约可达86～9 4％。 3
停泵水锤的计算方法详解
停泵水锤计算及其防护措施 停泵水锤是水锤现象中的一种，是指水泵机组因突然断电或其他原因而造成的开阀状态下突然停车时，在水泵及管路系统中，因流速突然变化而引起的一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。一般情况下停泵水锤最为严重，其对泵房和管路的安全有极大的威胁，国内有几座水泵房曾发生停泵水锤而导致泵房淹没或管路破裂的重大事故。 停泵水锤值的大小与泵房中水泵和输水管路的具体情况有关。在泵房和输水管路设计时应考虑可能发生的水锤情况，并采取相应的防范措施避免水锤的发生，或将水锤的影响控制在允许范围内。我院在综合国内外关于水锤的最新科研成果并结合多年工程实践的经验，以特征线法为基础开发了水锤计算程序。这一程序可较好地模拟各种工况条件下水泵及输水管路系统的水锤状况，为高扬程长距离输水工程提供设计依据。 1 停泵水锤的计算原理 停泵水锤的计算有多种方法:图解法、数解法和电算法。其基本原理是按照弹性水柱理论，建立水锤过程的运动方程和连续方程，这两个方程是双曲线族偏微分方程。 运动方程式为：
连续方程式为： 式中H ——管中某点的水头 V——管内流速 a——水锤波传播速度 x——管路中某点坐标 g——重力加速度 t——时间 f——管路摩阻系数 D——管径 通过简化求解得到水锤分析计算的最重要的基础方程： H-H0＝F(t-x/a)+F(t+x/a) (3) V-V0＝g/a×F(t-x/a)-g/a×F(t+x/a) (4) 式中F(t-x/a)——直接波 F(t+x/a)——反射波 在波动学中，直接波和反射波的传播在坐标轴(H，V)中的表现形式为射线，即特征线。它表示管路中某两点处在水锤过程中各自相应时刻的水头H与流速V之间的相互关系。为了方便计算机的计算，将上述方程组变
潜水泵工作原理
潜水泵工作原理主要用途及适用范围: 潜水泵(Submergedpump)一种用途非常广泛的水处理工具。潜水泵与普通的抽水机不同的是它工作在水下，而抽水机大多工作在地面上。潜水泵的工作原理:潜水泵开泵前,吸入管和泵内必须充满液体。开泵后，叶轮高速旋转，潜水泵中的液体随着叶片一起旋转，在离心力的作用下，飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口，排出管流出。此时，在叶片中心处由于液体被甩向周围而形成既没有空气又没有液体的真空低 压区，液池中的液体在池面大气压的作用下，经吸入管流入潜水泵内，液体就是这样连续不断地从液池中被抽吸上来又连续不断地从排出 管流出。潜水泵的基本参数:包括流量、扬程、泵转速、配套功率、额定电流、效率、管径等等.潜水泵主要用途及适用范围:包括建设施工排、水农业排灌、工业水循环、城乡居民引用水供应，甚至抢险救灾等等 水泵原理详细介绍 借动力设备和传动装置或利用自然能源将水由低处升至高处的水力机械。广泛应用于农田灌溉、排水以及农牧业、 工矿企业、城镇供水、排水等方面。用于农田排灌、农牧业 生产过程中的水泵称农用水泵，是农田排灌机械的主要组成 部分之一。 类型 根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。 容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量，主要有活塞
泵、柱塞泵、齿轮泵、隔膜泵、螺杆泵等类型。叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。潜水电泵的泵体部分是叶片泵。其他类型的水泵有射流泵、水锤泵、内燃水泵等，分别利用射流水锤和燃料爆燃的原理进行工作。水轮泵则是水轮机与叶片泵的结合。上述各类水泵中以下列各式较具代表性。 离心泵是利用离心力的作用增加水体压力并使之流动的一种泵。由泵壳、叶轮、转轴等组成。动力机带动转轴，转轴带动叶轮在泵壳内高速旋转，泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体自叶轮周边抛出，汇成高速高压水流经泵壳排出泵外，叶轮中心处形成低压，从而吸入新的水流，构成不断的水流输送作用。叶轮具有逆旋转方向弯曲的叶片，其结构型式有封闭式、半封闭式和敞开式3种,农用的多为封闭式叶轮，叶片两侧由圆盘封闭。泵体沿出水管方向逐渐扩张成蜗壳形。水流自叶轮一面吸入的称单吸离心泵，自叶轮两面吸入称双吸离心泵。为增加扬程，可将多个叶轮装在同一轴上成为多级离心泵。由前一叶轮排出的水进入后一叶轮的进水口，增压后再从后一叶轮排出，因而叶轮数愈多，压力愈高。有的离心泵带有能自动排除吸水管和泵体内空气的装置，在起动前无需向泵体灌水，称自吸离心泵，但其效率常低于一般离心泵。 离心泵在农田排灌和农牧业供水中应用最广。多用于扬程高而流量小的场合。单级离心泵的扬程为5～125米，排出的流量均匀,一般为6.3～400米3/小时,效率约可达86～9 4％。
无负压供水设备原理图
无负压供水设备原理图【免费下载】 无负压供水设备的工作原理是：通过微机控制变频调速来实现恒压供水。首先根据实际情况设定用水点工作压力，并时刻监测市政管网压力，当压力低于用户所需压力时，微机自动控制子变频器启动，调节水泵转速提高，直到管网压力上升到用户所需压力，并控制水泵以一恒定转速运行进行恒压供水。当用水量增加时转速提高，当用水量减少时转速降低，时刻保证用户的用水压力恒定。自来水的压力越低，水泵的转速越高;自来水的压力越高，水泵的转速越低。当自来水的压力不小于用户所需的压力时，水泵停止运转。无负压供水设备在运行过程中充分利用自来水的原有压力，又保证了用户供水压力恒定。设备在运行过程中微机时刻监测市政管网和系统压力，自动控制真空抑制器及稳流补偿器来抑制负压的产生，既充分利用了市政管网的压力，又不产生负压，不对市政管网产生任何不良影响，保证了用
水的安全性。无负压供水设备既能利用自来水管网的原有压力，又能动用足够的储存水量满足高峰期用水，且不会对自来水管网产生吸力。 ① 当 Q 自> Q 用时 ( Q 自 = 自来水流量; Q 用 = 用户用水量) 此时水箱蓄水，至设计水位则浮球阀关闭 ( 真空压力表的读数为正 ) 。在自来水压力的作用下止回阀关闭，由此便构成了管道泵供水状态，此时水泵能有效地借用自来水管道原有的压力。 ② 当 Q 自< Q 用时因水泵的进水口直接与自来水管道相连接，若止回阀未打开，则水泵的进水口处便会产生负压。由于止回阀的底部压力小而上部压力大，故止回阀打开时水箱里的水在重力的作用下流向水泵入水口，此时 O 点的压力为： Po=ρg(H-Hr) 式中 H ——水箱水面到止回阀上部的高度 Hr ——止回阀在额定流量下的局部阻力水头 ρ——水的体积质量 g ——重力加速度 由于止回阀的正向阻力水头一般小于 5kPa ，因此只要 Hmin > 5 kPa ( 水箱水面到止回阀上部的最低高度，这可以在设计时得以保证 ) 就能使 O 点的最小压力始终为正值，也就保证了自来水管道在水泵对接处始终不会出现负压。
自吸水泵的定义以及工作原理
一、水泵的定义 泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体使液体能量增加。 二、水泵的主要用途泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。 四、水泵的分类泵通常按工作原理分容积式泵、动力式泵和其他类型泵，如化工泵油桶泵玻璃钢泵离心泵管道离心泵管道泵排污泵等。泵除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。例如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、隔膜泵加药泵和泥浆泵等。 五、自吸水泵的工作原理容积式泵是依靠工作元件在泵缸内作往复或回转运动，使工作容积交替地增大和缩小，以实现液体的吸入和排出。工作元件作往复运动的容积式泵称为往复泵，作回转运动的称为回转泵。前者的吸入和排出过程在同一泵缸内交替进行，并由吸入阀和排出阀加以控制；后者则是通过齿轮、螺杆、叶形转子或滑片等工作元件的旋转作用，迫使液体从吸入侧转移到排出侧。容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的，几乎不随压力而改变；往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施；回转泵一般无脉动或只有小的脉动；具有自吸能力，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体；启动泵时必须将排出管路阀门完全打开；往复泵适用于高压力和小流量；回转泵适用于中小流量和较高压力；往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物。总的来说，容积泵的效率高于动力式泵。动力式泵靠快速旋转的叶轮对液体的作用力，将机械能传递给液体，使其动能和压力能增加，然后再通过泵缸，将大部分动能转换为压力能而实现输送。动力式泵又称叶轮式泵或叶片式泵。离心泵是最常见的动力式泵。动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值，扬程随流量而改变；工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动；一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作；适用性能范围广；适宜输送粘度很小的清洁液体，特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。其他类型的泵是指以另外的方式传递能量的一类泵。例如射流泵是依靠高速喷射出的工作流体，将需要输送的流体吸入泵内，并通过两种流体混合进行动量交换来传递能量；水锤泵是利用流动中的水被突然制动时产生的能量，使其中的一部分水压升到一定高度；磁力泵是使通电的液态金属在电磁力作用下，产生流动而实现输送；气体升液泵通过导管将压缩空气或其他压缩气体送至液体的最底层处，使之形成较液体轻的气液混合流体，再借管外液体的压力将混合流体压升上来。 六、水泵的主要性能参数泵的性能参数主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速和必需汽蚀裕量。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量；扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之，已知流量、扬程和效率，也可求出轴功率。泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以通过对泵进行试验，分别测得和算出参数值，并画成曲线来表示，这些曲线称为泵的特性曲线。每一台泵都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能
无负压供水有什么弊端
无负压供水设备是一种加压供水机组直接与市政供水管网联接、在市政管网剩余压力基础上串联叠压供水而确保市政管网压力不小于设定保护压力（设定压力必须高于小区直供区压力需求，一般不低于1.2Kg）的二次加压供水设备。 这个设备的缺点是： （1）调节能力差，供水可靠性低。设备直接与市政管网相连，水池被取消，水池的调蓄功能也被取消，高峰时增加了市政管网的负担。 （2）自动化要求高，设备元器件复杂。核心控制系统复杂，对设备灵敏度、自动化要求高；稳流平衡器内无负压检测设备出现故障时，会形成直抽。 （3）技术标准不统一，设备生产不够规范，负压消除方式和原理各不相同，对市政给水管网的影响分析研究不足，部分设备无法完全的消除负压。更多阅读：智能静音叠压供水设备。 （4）补偿持续能力有限，不能完全使用户供水安全和市政管网的安全供水。
（3）这个设备的优点是：节省投资，占地面积小；干净；节能效果明显；安装简单；停电现象发生时不会对供水的状态造成影响；后期管理提供便利等相关的优势。 这个设备主要有这些部分组成：整套设备由稳流罐、真空抑制器、变频调速水泵机组、压力传感器、变频控制柜、倒流防止器（可选）、消毒装置（可选）、小流量保压罐（可选）等组成。 从市政管网引来的进水管直接连接到稳流罐的进水口，稳流罐的出水口通过消毒装置后连接到加压泵组的进水管，加压机组的出水管与用户用水管连接，直接
向用户管网供水。 以上就是今天分享的全部内容，希望对大家有所帮助。河南上田泵业有限公司是专业从事各类给排水成套设备生产和销售的企业。产品涵盖一体化预制泵站，无负压变频箱式供水泵站，污水提升装置，油水分离装置，地埋式一体化污水处理装置，食品级不锈钢水箱，智能控制柜等，多达十多个系列一百多个品种，广泛应用于市政，电站、水厂、建筑给排水等行业，近年来连续在市场上首先推出了全自动无人值守式远程控制智慧泵站深受广大用户的欢迎。
无负压供水改造规划方案.doc
技术方案 一、项目概况 1．项目背景 原供水系统属高层建筑中常用的高位水箱供水方式，高区、中区、低区独立供水。现有提升设备为 6 台水泵，高区供水泵两台、中区供水泵两台、低区供水泵两台。市政来水进入储水池，再经过提升设备 及消毒设备后到达最终使用用户。此类供水系统是我国较为普遍的一 种高层楼宇给水方式，运行较稳定，经验丰富易操作。但由于此工艺 中间环节较多，运行成本相对较高，且极易产生对原水的二次污染。 2.无负压供水 无负压供水设备是以市政管网为水源，充分利用了市政管网原有 的压力，形成密闭的连续接力增压供水方式，节能效果好，没有水质的二次污染，是变频恒压供水设备的发展与延伸。无负压供水主要由变 频调速水泵机组、稳流补偿器、真空抑制器、压力传感器、预压自平衡器、控制柜、过滤器、倒流防止器等组成。二、改造方案 1、为了节约成本和投资，利用原有管路和设备进行改造。 2、部分管线的拆除、更换和安装 3、安装新无负压供水设备，从原进水口引一根管道至设备进水 口。进水口前安装倒流防止器、过滤器、取水口等设备； 4、现场电气自控系统的兼容改造； 5、控制线：设备到控制柜电源线及信号线按国家规范布置，信号
线采用屏蔽线，电源线采用国标比控制柜线路大而且美观整齐，线径达到国家标准。 6、无负压调试前向甲方进行技术交底确保安全，现场根据实际情况从小到大调整压力确保使用不超压。 7、旧供水箱体拆除； 三、设备主要特点 1.设备投资省 不需修建大蓄水池或大水箱，也不需要设置大型气压罐，节省大笔投资，而且充分利用自来水管网一次供水压力，加压泵选型可以减小，设备投资减少。 2.卫生无污染 整个系统都使用卫生级不锈钢并和空气不接足，水质无二次污染，卫生新鲜，符合环保要求。 3.节能效果显著。 设备直接与管网串联，充分利用管网的余压供水；同时通过稳压罐稳定系统压力，减少水泵启动次数，可节能 30%-90%。 4.占地面积小。 5.运行成本降低。 利用市政的一次压力供水，运行过程中能耗降低，减低了成本。 6.供水量不足时不会停止供水 目前市场上罐式结构管网叠压给水都会由于缺水保护停机，所以往往在用水高峰期时水泵要么启动频繁，要么停机，严重影响
水锤计算例题9-2
天津大学，水电站249页水锤压力例题9-2 某水电站压力管道长L=400m ，直接自水库引水，上下游水头差120m ，水击波速度a=1000m/s 。阀门全部开启（τ0=1）时，管道流速Vmax=4.5m/s 。(1)设阀门在0.5s 中全部关闭，求阀门断面最大水击压力。（2）设阀门按线性规律关闭，有效关闭时间Ts=4.8s 。①若阀门由全开到全关，求阀门断面最大水击压力。②若阀门由部分开启（τ0）到全关，求阀门断面最大水击压力。 解： 1判断水击类型 计算相长， s a L t r 8.01000 40022=?== （1）阀门在0.5s 中全部关闭， a L t 2<，发生直接水锤，)(4595.48 .910000m v g a H =?==? （2）阀门按线性规律关闭 ①有效关闭时间Ts=4.8s ，阀门由全开到全关，a L t 2> =0.8s ，发生间接水锤。 ②若阀门由部分开启（τ0=0.5）到全关，Ts=4.8s ×0.5=2.4（s ），a L t 2>=0.8s ，发生间接水锤。 2计算管道特性常数ρ、σ 91.1120 8.925.4100020max =???==gH av ρ 32.08.48.95.44000max =??== s T gH Lv σ 3判断何种间接水锤、计算水锤压力值 ①有效关闭时间Ts=4.8s ，阀门由全开到全关，ρτ0=1.91×1=1.91>1，为极限水锤。 采用表9-1中简化公式 38.032 .0232.0222=-?=-=σσξA m ； )(6.4512038.00m H H A m =?==?ξ ②若阀门由部分开启（τ0=0.5）到全关，Ts=4.8s ×0.5=2.4（s ） ρτ0=1.91×0.5=0.96<1，按照第一相水锤近似公式 32.05.091.1132.021201-?+?=-+=σ ρτσ ξA =0.39 )(8.4612039.001m H H A =?==?ξ
几种常见的无负压供水设备
几种常见的无负压供水设备
几种常见的无负压供水设备 一、第五代叠压补偿式无负压供水设备 简介 第五代叠压补偿式无负压供水设备采用微机变频技术、降噪技术、一屏双机技术、双稳态压力补偿技术、负压处理技术实现无负压供水。通过触摸屏显示运行状态，通过微机控制、双稳态压补偿装置及真空补偿系统，实现了与自来水管网直接串接，并且克服了对管网的不良影响。 首先根据实际情况设定用水点工作压力，检测出水管实际压力并与设定压力进行比较，如果实际压力高于设定压力，则降低变频器频率，反之升高变频器频率。工控微机随时检测管网压力，计算速度很快，调节速度也是瞬时完成，使管网压力始终保持在设定数值上。 另外如设备原理图所示，通过微机控制、双稳态压力补偿装置及真空补偿系统，使本设备可以和自来水直接串接，因水泵工作的叠加原理，使设备可以充分利用自来水原有的压力，增加了变频调速给水设备的节能点。当自来水压力不足致使压力下降时，本设备通过真空抑制器及稳流补偿器中的检测装置采集稳流补偿器内的水位信号，通过微机控制真空抑制器及双稳态压力补偿装置中的的特殊装置动作，抑制负压的产生，保证设备不对城市管网产生任何
影响。 设备结构示意图如下 ZBW型叠压补偿式无负压供水设备工作原理（如下流程图）：
主要组成部件 1.双稳态压力补偿系统 自主专利技术（专利号ZL 2012 2 0646001.X），具备高低峰压力补偿及保压不启动泵等独特技术。用水低峰期进行能量储存，多余压力释放到用户管道补偿给用户供水，降低水泵转速及小流量保压不启动泵，节约电能；用水高峰期，高压能腔释放能量，通过装置补偿到自来水给水管道内，从而抑制负压的产生，完成不间断持续正常供水。 2 .管阀防回流系统 自主专利技术（专利号：ZL 2012 2 0151983.5）：采用304不锈钢无缝管，镜面抛光，防止水回流设计避免泵的反转。 3.旁通管自动供水设计 采用旁通管设计，自来水压力满足供水时无压力损失的供给用户，从而不用启运泵。停电后也能保证低区用户的供水。 4.增压系统 主要由一组（两台或三台）不锈钢多级离心泵组成，不锈钢多级离心泵主要
水锤泵抽水系统及工作原理
水锤泵如图 1水锤泵、下 为了说泵抽水系统所示，一个下池（河道 说明水锤泵统及工作个典型的水道）、输水管 输水阀动力水管 输水管 泵的工作原理原理 水锤泵抽水系管和高位水池图 1 A C 阀 管图 2 水锤理，可将水系统主要由池。图 1水锤泵抽水 锤泵工作原 水锤泵的运行 由以下几个部中H 为作用水系统 原理示意图 行周期划分部分：上池水头而h 为B D 分成为四个阶池（河道）、动为水锤泵扬力阀 力阀 阶段，如图动力水管、扬程。 图 2和图 3
所示。 在阶段头H 的作用流速由零迅当流速为V 压力之和刚速进一步增在阶段其开度减增加的阀门继续加速直进一步关闭的关闭速度在阶段水压力、运空气阀的微随动力管水力、运动部上部水压大泄水阀泵水到高处在阶段现象称为反同时，泄水由于空泵体内水流闭，空气罐图 4示段A ，泄水阀用下动力管迅速增加到0时，泄水阀刚好等于泄增加时，则泄段B ，在泄水小产生的门局部阻力直到泄水阀闭，则动力管度，直到泄段C ，泄水阀运动部件的微量气体），水压减小，导部件的自重大于下部水阀关闭将引处，直到动段D ，输水反冲。反冲水阀底部的空气罐蓄能流进入空气罐气体膨胀示出了水锤阀打开，在管中水流开始0V ，如图 阀受到的拖泄水阀的重力泄水阀将开水阀开始关水锤压力的影响，使阀开度减小到管水流速度泄水阀完全关阀保持完全自重和弹簧使得气室导致进入空和弹簧力的水压，空气罐起动力管中力管流速下水阀完全关冲会引起输水压力也下降能作用，在水罐，气体受胀释放能量， 锤泵工作过程在作用水始运动，3所示。拖拽力和力。当流开始关闭。 关闭初期，超过了 使得水流 到一个临界度随之迅速减关闭。对于全关闭。当泄簧力的合力室体积减小，空气罐的流量的合力时，输罐内一部分中产生很大下降到零为闭，输水阀水阀底部形降，并在阀水锤泵的工作受压蓄能，通过输水 程中实测的 图 3水锤界值，这时流减小，同时于好的水锤泵泄水阀关闭时，泄水阀罐内水压量减小，一输水阀迅速分水会倒流进大的水锤压力为止。然后，阀处压力高 形成瞬态真空 阀门重力作用作的四个阶 同时通过输水管继续输水的动力水管和锤泵运行周流速达到最时产生很大泵，泄水阀闭过程中输水阀就会迅速开压升高，通过一旦输水阀下速关闭。在输进入泵体内力，迫使输输水阀瞬于作用水头空，迫使微用下自动打阶段水体将会输水管输水水。 和扬水管流周期内四个阶最大值m V ，的水锤压力阀关闭很快，水阀下部的开启，水流过输水管泵下部的水压输水阀关闭。 水阀打开，瞬时关闭。 头H ，动力微量空气通过打开，开始下会连续的输 水；在阶段流速、 泵体和阶段流速的然后，随着力，进一步加或者瞬时的水压力超过流进入空气罐泵水到高位水压力小于它上闭过程中，由水流进入空力管中水流倒过空气阀吸下一个运行输送到高处。A 、B 、D ， 和空气罐压的变化 着泄水阀的加速泄水阀时全关。 过它上部的罐（含来自 水池，然后上部的水压由于输水阀空气罐开始倒流，这个吸入水锤泵。行周期。 。在阶段c ，，输水阀关力水头、的阀的自后压阀始个。关空
无负压供水设备施工方案
无负压供水设备施工方案是一种新型的节能供水设备。无负压供水设备施工方案系运用当今最先进的微电脑控制技术，将变频调速器与电机水泵组合而成的机电一体化高科技节能供水装置。无负压供水设备施工方案以水泵出水端水压(或用户用水流量)为设定参数，通过微机自动控制变频器的输出频率从而调节水泵电机的转速，实现用户管网水压的闭环调节，使供水系统自动恒压稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率提高，水泵转速加快;用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢。这样就保证了整个用户管网随时都有充足的水压(与用户设定的压力一致) 和水量(随用户的用水情况变化而变化)。 无负压供水设备施工方案工作原理 根据用户要求，先设定给水压力值，然后通电运行，压力传感器监测管网压力，并转为电信号送至可编程控制器或微机控制器，经分析处理，将信号传至变频器来控制水泵运行，当用水量增加时，其输出的电压及频率升高，水泵转数升高，出水量增加，当水量减小时，水泵转数降低，减少出水量，使管网压力维持设定压力值，，在多台泵运行时，逐机软启动，由变频转工频至压力流量满足为止，实现了水泵的循环控制，当夜间小流量运行时，可通过变频水泵来维持工作，变频给水泵可以停机保压。 无负压供水设备施工方案产品六大优点：
(1)高效节能：充分利用市政水源本身具有的压力热能，差多少补多少，切实有效地、最大限度地发挥了变频调速的节能效果。 (2)洁净卫生：构成连续密闭的增压供水方式，完全保持了市政水源的国家水质卫生标准，从根本上避免了增压系统造成的水质标准降低和各种水源污染问题。 (3)杜绝浪费：不仅淘汰了高位水箱，还彻底地取消了地面(地下)水池水箱，完全杜绝了水箱溢流，定期清洗造成的水源浪费。 (4)运行噪声低：系列产品采用全变频调整方案时，大部分时间特别在夜间处于低噪声运行工况。 (5)设计了全密闭的、兼有缓冲作用和动态补偿作用的水源箱罐，与目前市场所谓无负压罐相比，更具有实际意义，并使控制系统得以简化。 (6)该系列产品控制系统充分总结了国内外变频给水设备的设计制造经验，采用规范通用的控制系统技术方案，可换用任意厂商的变频器、调节器、PLC和其他元器件，调试维修特别方便，为产品的终身售后服务奠定了良好基础，不会因技术进步而导致售后服务问题。
无负压供水是什么
无负压供水是什么 无负压供水是指供水行业的经营者通过实地勘测、试验、研发的一种解决居民用水问题的设备。它是在国家市政管网或者居民自用供水设备的基础上实现二次供水，以满足广大用户的用水需求。 传统的供水方式离不开蓄水池，蓄水池中的水一般自来水管供给，这样有压力的水进入水池后变成零，造成大量的能源白白浪费。而无负压供水设备是一种理想的节能供水设备，它是一种能直接与自来水管网连接，对自来水管网不会产生任何副作用的二次给水设备，在市政管网压力的基础上直接叠压供水，节约能源，并且还具有全封闭、无污染、占地量小、安装快捷、运行可靠、维护方便等诸多优点。无负压变频供水设备的组成:无负压供水主要由无负压稳流罐、压力罐(隔膜式或气囊式膨胀罐)、无负压控制柜、水泵、电机、过滤器、倒流防止器、传感器、电接点压力表、管路组件、底座等组成。 无负压供水工作原理 一、无负压流量控制器采用专利技术的无负压控制器时刻监测控制市政管网及补偿罐中的压力，当自来水压力不足时，无负压控制器开始工作，保证市政管网的水压不受影响，自来水公司135号文件规定市政压力不能低于2KG，无负压流量控制器不仅保证了用户用水的安全稳定，同时确保了市政管网压力的稳定。 二、双向补偿装置采用发明专利技术储能与释放调节装置双向补偿可自动对自来水管网进行持续水量补偿，还可以对用户管网起到稳压补偿的作用，确保该设备对自来水管网不产生负压供水低峰双向补偿器工作，将水泵出口端的高压水引向低压腔，向低压腔补水，低压腔补满后，关闭，再向高压腔继续补水，当液面逐渐上升，带压得惰性气体被挤压回能量储存装置内，这样就完成了低峰期给罐内补水的过程，当高峰期供水或市政管网压力下降时，双向补偿装置将低压腔的水向恒压腔补水，同时能量存储装置释放能量，积挤压高压腔水向低压腔补水，汇同恒压腔的市政水一同给用水补水，这样就完成了高峰期向用户补水的过程。 三、能量储存器采用专利技术的能量储存器内置带压不浮于水的惰性气体，当高峰期供水时，释放能量挤压高压腔水向低压补水，充分利用能量守恒定律的原理，实现高峰期给用户补水，保证罐中的水能够最大程度的补偿到用户管网中，抑制负压产生，保证不对市政管网产生影响。 无负压供水应用范围： 1.适用于任何自来水压力不足的地区的加压供水。 2.新建的住宅小区或办公楼等生活用水。 3.低层自来水压力不能满足要求的消防用水。
泵站计算说明书
给水排水工程 《水泵与水泵站》课程设计 计算说明书 2015 年5月
课程设计计算步骤与说明: 一、确定设计流量与扬程 1. 设计流量Q: 已知城市最高日设计用水量为错误！未找到引用源。=5000 m3/d 设计流量：错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。*1.01/24=210.42 m3/h =58.45L/s 2. 用水量最大时： 根据设计资料已知： 输配水管网中水头损失错误！未找到引用源。=6.13m 控制点自由水头H自=20m 吸水池到控制点高差H差=55m 泵站内水头损失估为错误！未找到引用源。=2m 安全水头H安=2m 水泵所需静扬程：错误！未找到引用源。=H自+H差=75m 总水头损失：错误！未找到引用源。=∑h管+∑h内=8.13m 水泵设计扬程： 错误！未找到引用源。=85.13m 3. 消防用水时： 1）流量：错误！未找到引用源。=58.45+50=108.45L/s 2) 扬程： ∑h管=10.54m ，H自=20m ，H差=55m 则扬程=89.54m 二、初步选泵和电动机 1.做水泵高效段特性曲线图。 选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律
①大小兼顾，调配灵活 ②型号整齐，互为备用 ③合理地用尽各水泵的高效段 ④要近远期相结合。“小泵大基础 ” ⑤大中型泵站需作选泵方案比较。 根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图和选泵参考书综合考虑初步拟定以下两种方案： 方案一：两台6SA-6 一用一备 方案二：两台8SA-7A 一用一备 方案比较: 结论： 经比较，虽然方案二的扬程利用率高于方案一，但是方案一中泵的轴功率、电机功率均小于方案二，在实际生产中更经济环保有效。所以选用方案一。 2．初步选泵校核： 消防时， Q =108.45L/s H =89.54m 一台泵开启不能满足消防要求,消防状况下，打开备用泵后,所选泵工作时流量扬程均能符合消防要求。 3.选配电机 方案编号 用水量 （L/s ） 运行水泵 台数及型号 水泵扬程 （m ） 所需扬程 (m) 扬程利用率 （%） 方案一 两台6SA-6 58.45 一台6SA-6 88.82 85.13 86.5 108.45 两台6SA-6 93.29 89.54 96.1 方案一 四台8SA-7A 58.45 一台8SA-7A 86.99 85.13 84.4 108.45 两台8SA-7A 95.66 89.54 93.8
水锤计算方法
第一节概述 一、水电站的不稳定工况 机组在稳定运行时，水轮机的出力与负荷相互平衡，这时机组转速不变，水电站有压引水系统(压力隧洞、压力管道、蜗壳及尾水管)中水流处于恒定流状态。 在实际运行过程中，电力系统的负荷有时会发生突然变化(如因事故突然丢弃负荷，或在较短的时间内启动机组或增加负荷)，破坏了水轮机与发电机负荷之间的平衡，机组转速就会发生变化。此时水电站的自动调速器迅速调节导叶开度，改变水轮机的引用流量，使水轮机的出力与发电机负荷达到新的平衡，机组转速恢复到原来的额定转速。由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 由于发电机负荷的变化是瞬时发生的，而导叶的启闭需要一定时间，水轮机出力不能及时地发生相应变化，因而破坏了水轮机出力和发电机负荷之间的平衡，导致了机组转速的变化。丢弃负荷时，水轮机在导叶关闭过程中产生的剩余能量将转化为机组转动部分的动能，从而使机组转速升高。反之增加负荷时机组转速降低。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象 当水轮机流量发生变化时，管道中的流量和流速也要发生急剧变化，由于水流惯性的影响，流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化，即产生水锤。导叶关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。反之导叶开启时，在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。无压引水系统中产生的水位波动计算在第八章已介绍。 二、调节保证计算的任务 水锤压力和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。调节保证计算的任务及目的是： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据之一；最小内水压力作为压力管道线路布置、防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据。 (2) 计算丢弃负荷和增加负荷时的机组转速变化率，并检验其是否在允许范围内。 (3) 选择水轮机调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值。
无负压供水设备原理图及说明
无负压供水设备原理图及说明 1、无负压供水设备系统框图 2、无负压供水设备控制技术基本说明： 系统设定一恒定压力值，如果管网压力高于设定压力值时，压力变送器将管网压力反馈给变频控制柜，自来水可通过直供管路直接到达用户管网对用户进行供水。当市政管网压力变化或用户管网用水量变化使管压力低于设定压力时，压力变送器将管网压力反馈给变频控制柜中的PlD控制器，通过PlD控制器调整变频器的输出频率，启动水泵机组并调节水泵转速保持恒压供水；如果不能满足供水要求时，则控制柜将控制多台工频泵的启停和变频泵的转速，从而达到恒压变量供水的要求。 3、无负压供水设备负压消除技术基本说明： 中崛ZBW无负压设备采用微机变频技术和有效的负压处理技术实现叠压供水。具体如下：该设备通过真空补偿系统及全封闭结构实现了与自来水管网的直接串接，并且克服了对管网的不良影响。该设备通过管网压力表、真空抑制器及稳流补偿器中的检测装置采集稳流补偿器内的真空度及水位信号，实时反馈，通
过微机控制真空抑制器及稳流补偿器中的特殊装置动作，抑制负压产生，保证该设备不对城市管网产生影响。 当市政管网停水时，水泵机组仍可工作，直到稳流补偿器中的压力下降至电接点所设定的下限压力后自动停机，来水后自动开机。停电时，水泵机组停止工作，自来水可通过直通管路进入用户管网。来电时机组自动开机恢复正常供水。 4、无负压供水设备负压抑制系统： 根据负压生成条件，采用智能化控制技术，根据管网要求，自动控制设备运行工况，当主管网压力在设定保护压力以上运行时，设备正常供水，当主管网压力在设定保护压力以下运行时，供水设备降压供水，自动调整设备运行工况，当主管网压力进一步降低到限制使用压力以下时，供水设备停止运行，使设备在满足管网制约条件下平滑，稳定地调节水泵出口流量，最大限度满足用户要求。 5、无负压供水设备小流量停机保压系统： 可根据用户设备需要增设小流量停机保压系统，设备在正常工作时，变频器可设定工作下限频率，在小流量状态可实现设备保压停机，以保证设备最大限度的节能。较普通停机保压功能相比，具有停机时间长.系统压力波动小，可有效的延长水泵的停机时间，避免小用水量时水泵频繁开停机，有效的延长水泵使用寿命的特点。设备还可以配备气压罐，充分利用气压体的缓冲能力，有效的对于停机水锤进行缓冲，最大限度的减少了停机水锤对用户管网的破坏。 6、无负压供水设备平滑控制技术: 控制系统拥有压力平滑控制技术。如果没有平滑控制技术，设备往往会出现压力过调的情况。在加减泵或出现水量变化较大的情况下，压力波动比较大。采用平滑控制技术后，系统可以根据实际反馈压力自动控制加减速速度，使系统的压力更加稳定。