无塔变频恒压供水技术在葛泉矿工业广场的应用

应用变频技术对广场供水，取消井下供水系统，在工人村供广场管网的末端增加恒压管道泵，抽水打入广场供水管网，增加管网供水流量，管道泵应用变频技术，实现无塔恒压供水。

1  应用背景：葛泉矿工业广场供水由两部分形成

工人村山顶水池的水，通过地埋直径150mm的焊管，利用供水管路自然80米的高差自流到广场阀门间，通过三个阀门流到广场供水管网，满足广场生产及生活用水需要；

30米井下的井下水，由高压清水泵打到地面水池，再由地面清水泵房(水泵参数:380V扬程5米,流量100m3/h,功率30kW,型号IS125-100-400)的清水泵打到25米高的水塔，水由水塔的自然高差及储水量补充广场管网水量及水压，虽然说压力不稳定，新办公楼五层经常水流少，偶尔还没水，冲厕有时冲不净，但是基本满足了广场生产生活用水需求。

2  应用原因

由于井下水源点使用日久，淤泥堵塞严重，造成水量不足。同时副井筒输水管路也使用多年，损坏严重，导致井下不能提供清水，如果清理巷道，安装清水管路，需要投入大量资金。

随着我矿服务年限的增加，用水点增多，用水量不断增大，原有供水系统的压力也不能充足满足工业广场正常用水需要，影响少部分职工正常生活用水。三，只靠工人村管路提供的清水，将严重影响广场生产生活用水。

3  分析问题

根据广场目前实际难题，一是水塔高度25米，管网压力不能增大；二是工人村到广场管路管径固定不能加粗，增加一趟输水管费用太高。为了解决以上问题，我们经过实际水管出口安装水表，设置不同放水时间，经过多次测算得出结论：必须采取措施，工人村输水管路流量才能达到100立方以上。

查阅资料知道，管径国定，想增加流通单位时间流量，需要增大水的流速，增加流速有2个方法：一个方法是，管路进口增加水泵，增大管道内水流速；另一个是，管路出口安装管道泵抽水，二次加压。考虑到工人村水池到广场高差80米，广场清水管网使用日久，如果某时用水量小，管路承受不了高压，管网损坏，影响供水。我们采取第二个方法，工人村输水管路的出口安装水泵抽水。

无塔变频恒压供水技术在广场进行应用改造方案。采用管路出口安装管道泵，加装全自动变频无塔恒压供水设备，变频器控制水泵运行，供水管网实现恒压供水。广场安装全自动变频无塔恒压供水设备后，关闭水塔底部阀门，甩掉水塔，由全自动变频恒压供水设备对广场供水管网进行二次加压，增加水量，提高管网压力，满足广场正常供水。根据广场实际情况，确定选用变频恒压供水设备一套。考虑到以后广场用水量的增加，及水压问题，确定采样型号为MJHG300-50-3恒压供水设备，配套设施包括变频控制柜、变频器ABB 、配套水泵、恒压罐、水泵机组及压力表、信号线、仪表等其它安装辅材，电控成套配置。

4  无塔变频恒压供水技术在广场应用实施过程

在工人村-广场供水主管末端安装全自动变频恒压供水设备，水泵抽水直接进供水管网，对管路内水进行二次加压，管网压力设定为0.3MPa。当管网水压低于0.3MPa时，水泵运行频率升高；当管网水压高于0.3MPa时，水泵运行频率降低，控制管网水压始终在0.3MPa附近运行，不再使用水塔。具体实施如下：

水塔供水管路底部安装一个DN200蝶阀，阀门关闭，控制管网水进水塔，确保管网压力恒定；

安装变频恒压供水泵组一套，直接从工人村-广场主管末端抽水，输入广场用水管网，进行二次加压；

管网改造，阀门间原有三路供水管路，关闭最南端一路不用，断开最北侧一路，在总供水管路上加阀门、水表，阀门控制工业广场用水，水表随时计量观察工业广场用水量。断开中间一路，安装水泵，工人村来水端并列加3个DN150闸阀分别于变频恒压供水设备的3台水泵的进水口相连，广场用水端和供水设备出水管路东侧出水口相连（泵组出水管路西侧出水口堵住），水泵出水管路上安装远传压力表，如图2： 

5  无塔变频恒压供水技术在葛泉矿工业广场供水应用后的效果

葛泉矿工业广场供水应用无塔变频恒压供水技术后，成效显著：

无塔变频恒压供水技术在葛泉矿工业广场供水应用后，避免井下水源点维修费用预计100万，副井筒上水管路的安装20多万，设备及安装费用5万多，此项目供为矿节约投资资金100多万。

此项目每月节约电量消耗。

井下水泵节省电费：井下清水泵功率为280kW，每天运行4小时，一月按30天，每度电价按1元计算，每月节省电费：

280（kW）×4（小时/每天）×1(元/度电)×30（天/月）=33600（元）

广场泵房原来水泵电费：功率为30 kW，每天运行1小时，一月按30天，每度电价按1元计算，每月用电费：

30（kW）×1(小时/每天)×1(元/度电)×30(天/月)=900（元）

新装广场恒压泵电费：功率为22kW，负荷率为70%，每天运行20小时，一月按30天，每度电价按1元计算，每月用电费：

22（kW）×70%×20（小时/每天）×1(元/度电)×30（天/月）=9240（元）

综上所诉每月节省电费：

33600(元)+900(元)-9240(元)=25260 (元)

节省劳动用工。水塔液位低到一定位置时，无需值班泵工操作按钮启动水泵；液位高到一定位置，也无需值班泵工操作按钮停止水泵运行，井上清水泵房停用，节省劳动用工3人。井下清水泵停用，节省职工3人。合计节省职工6人，每人每月工资平均按4000元计算，每月节省人工费4000（元）*6（人）=24000（元）。

使用全自动无塔变频供水，广场供水管网水压保持在3MPa上下5%范围内，水量保持在100m3左右。

满足了广场生产生活用水需要，解决了办公楼高层间断性没水的情况，确保职工正常生活用水。

提高了职工的安全系数。以前水塔液位传感器损坏时，职工需要上水塔维修液位传感器，存在安全隐患。

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