20180722智慧水务资料包05智慧管网二次供水东莞市二次供水的节水节能措含封面

东莞市二次供水的节水节能措施单位：东莞市自来水股份有限公司姓名：刁俊峰职务：供水部工程技术员职称：助理工程师地址：东莞市东城区樟村文华大道华章大厦B2-305邮政编码：523109联系电话：[phone]电子邮箱：[e-mail]姓名：林建安职务：供水部主任职称：高级工程师地址：东莞市莞城区元岭路80号东莞市自来水公司规划室邮政编码：523000联系电话：[phone]东莞市二次供水的节水节能措施-1-东莞市二次供水的节水节能措施东莞市自来水股份有限公司刁俊峰林建安摘要：东莞市的丘陵台地貌形成区域间的海拔高差和近年来全市工业高速发展与人口大量聚集，高楼林立，形成大量的二次供水区域，各种问题随之涌现。本文主要从节水节能的可持续发展战略高度，探讨如何科学合理布置管网；设置加压站、二次蓄水设备；采用节水器具、分质供水等措施；以及通过提高水质和供水管理的方式完善二次供水模式。关键词：二次供水；节水节能；管网；水压；水质；可持续发展；给水方式；分质供水；中水回用正文：近年来东莞市经济以平均每年22%的增长率飞跃发展，10年间的工业总产值年均增长速度更是高达32%，跻身中国综合经济实力30强城市之一。经济指标、人口与用地规模已全面超越总体规划的预期，用水需求逐年攀升。由于地势形成的高地二次供水和多高层建筑二次供水越来越多，对二次供水的技术要求也越来越高。由于二次供水技术涉及到给排水、建筑、环境等多个学科，在此仅结合东莞的地理和历史以及经济发展等实际情况，从节水节能的可持续发展的战略高度，对东莞市的二次供水节水节能措施作以下探讨：1.自然地理和历史条件下形成的高地二次供水措施东莞市位于广东省中南部，珠江三角洲中部，北靠广州，南依深圳，东邻惠州、西隔海与广州相望，处于穗、深、港经济走廊的黄金地段。东莞市东西长约70.45公里,南北宽约46.8公里,全市陆地面积2465平方公里。地势东南高、西北低。地貌以丘陵台地、冲积平原为主，丘陵台地占44.5%，冲积平原占43.3%，山地占6.2%。上世纪70、80年代，城镇规模较小，人口规模小，工业欠发达，用户一般居住在地势较低、平坦的冲积平原地区，而且一般居所楼层低。供水一般由水厂水泵加压直供或利用用水低峰期的市政水压流入高处水塔，用水高峰时回流供水。上世纪80年代后期、90年代初，伴随改革开放的春风，东莞社会经济发展蒸蒸日上，以集资房、福利房的方式涌现大量的多层、小高层建筑。这些楼宇一般采用屋面水池二次供水的方式，充分利用用水低峰期的市政管网水压，是一种经济的二次供水模式。上世纪90年代末至今，随着城市建设速度的加快，工业爆炸式的发展，经济指标、人口与用地规模已全面超越总体规划的预期。城市规模扩大，用地由冲积平原向丘陵台地区深入，由于丘陵台地貌在短距离内形成的数十米落差，造成零散性的高地供水水压偏低或周期性水压不足区域。针对这种小高地供水压力不足情况，采用的办法有：1.1建设加压站，提升水压该措施优点在于因地制宜，按区域科学合理提升水压，集中管理，安全、卫生；缺点是要建设蓄水池和加压设施，一次性投资较大，还必须配备相应的专业管理人员占用较大的加压及相应设施用地，在建成区开辟建设用地困难更大。利用加压站提升水压的方式对于地形高差大、用水均匀和需求量大的地区，只要科学选用水泵，使之经常处于高效率下运行，长期效果经济、安全、节能的。而对于一些周期性水压不足，用水不均匀和需求量小的地区，可以采用高位水塔（或水箱）与加压站联合供水方式。这种方式供水水压、水量稳定，运行经济。比如东城区钟屋围东莞市二次供水的节水节能措施-2-村一直沿用此给水方式，作用效果明显。1.2提高市政管网供水压力该措施通过提高出厂水压，从整体上解决水量和水压问题，其优点在于充分利用现有供水设施，一次性建设资金小、周期短，作用效果明显；缺点在于长期的运行维护费用较高，而且供水水压过大，容易造成局部水压过高，截面单位时间流量增大，实际用水量增大，形成用水浪费和能量损失，另外由于水压过高会加大管网冲刷，加快管道破损，降低城市供水安全系数，同时势必造成建筑内用水设施使用寿命缩短。因此，采用提高市政管网压力的措施对于地形高差较小、供水范围成片较大的区域是比较适宜的。结合东莞实际情况，大部分供水区域的供水压力控制在0.28MPa~0.35MPa，是比较适宜城市生活和工业用水需求的，其中低处水压最大点不超过0.45MPa,供水最不利点的交水点压力必须大于0.1MPa。2.经济高速发展下形成的多高层建筑二次供水措施东莞市在内外源经济共同作用下，工业超速发展，能耗较高的劳动密集型产业集中。尽管平均日用水量由1980年的742L/人•d下降到2006年的600L/人•d，万元GDP用水量由4118m3/万元下降到2000年的199m3/万元，但由于产业规模越来越大，实际的用水量节节攀升；此外，在经济发展带动下，全市的总人口也在迅速膨胀，由1991年官方统计的134万人发展到2005年的656.07万人。而现任东莞市委书记刘志庚在2007年9月的一次会议上，在介绍东莞人口结构时透露：根据2006年的统计，东莞的户籍人口是168万，在东莞居住半年以上的常住人口有676万，再加上其他在莞生活的人一共是1200多万。一方面是由于经济发展和人口聚集导致用水总需求增大，另一方面是由于用地紧张致使我们向天空要生活和生产空间，多高层建筑如雨后春笋越建越密、越建越高，对城市供水压力也随之增长，多高层建筑的二次供水运用而生，一般措施有：2.1设置水箱和水泵的给水方式2.1.1设水泵、水箱联合给水方式。当室外给水管网的水压低于或经常不能满足建筑内给水系统所需水压，而建筑内用水量又很不均匀时，宜采用设水泵、水箱联合给水方式（如图1所示）。并可根据室外管网水压情况，底层采用市政管网直供，上层建筑采用二次加压的混合模式。这种给水方式由于水泵可以及时向水箱充水，使水箱容积大为减小；又因为水箱的调节作用，水泵的出水量稳定，可以使水泵在高效率下工作。这种方式技术上合理、供水可靠，充分利用市政管网供水压力，虽然一次性投资较高，但长期效果是经济的，节能的。东莞市二次供水的节水节能措施-3-2.1.2设水箱的给水方式。当室外管网的水量能满足室内要求，而每天的水压周期性不足，即在用水高峰时刻，由于用水量的增加，室外管网中水压降低而不能保证建筑物上层用水而不能保证建筑物上层用水时，则可单设水箱解决，如图2所示。该方式实际采用错峰用水原理，充分利用市政供水管网压力，无需新增动力，不产生能耗，是一种经济的二次供水模式。对于东莞市这种劳动密集型产业集中地，存在大量小产权出租房，这类房屋通常为底层或多层建筑，人口集中，作息规律趋同，用水高峰周期性明显，但总体用水量不大，因此采用单设水箱的给水方式比较节能经济的，事实上这种方式在东莞市已经被广泛采用。采用这种方式一般建筑屋内的水箱不超过20m3。元岭住宅区用户约1200户，楼高8层，市政配水环状管径DN400,压力0.28~0.30MPa，用水高峰期压力0.23MPa，计算在用水低峰时段有足够时间和流量利用市政压力自流至屋面水箱，用水高峰时段回流供给用户。这样通过加强水池的清洗、消毒和日常保养工作，保障供水水质，又充分利用原有市政供水压力，错峰用水，既解决用户用水需求，又实现节能降耗。2.1.3设水泵的给水方式。当室外管网压力经常性不能满足室内用水要求时采用。当建筑内用水量大且较均匀时，可用恒速水泵供水；当建筑内用水不均匀时，宜采用一台或多台水泵变速运行供水，使水泵的供水曲线和用水曲线接近，达到节能的目的。此时由于出水量均匀，水泵工作稳定，电能消耗比较少，这种给水方式适用于生产车间给水。当室外给水管网允许水泵直接吸水时，水泵宜直接从室外给水管网吸水。但为了充分利用室外管网压力，节省电能，水泵与室外管网直接连接时，应加旁通管如图3（a）所示，当水泵吸水时，室外给水管网的压力不得低于0.10MPa；当水泵直接从室外给水管网吸水而造成室外给水管网的压力大幅度波动，影响其它用户的用水时，严重时还可能造成外网负压，可能产生负压抽吸形成水质污染的情况，则不允许水泵直接从室外给水管网吸水，必须设置断流水池，采用水泵与室外管网间接连接的供水方式，如图3（b）所示。ab2.2无负压稳流供水方式该方式通过密封的给水加压设备与自来水市政管网直接连接，利用稳流补偿器大大减小因直接连接抽水对市政管网供水压力的影响。该供水方式优点突出：首先，无负压稳流供水装置直接与自来水管网连接，在原有管网压力的基础上叠加所需的压力差，差多少，补多东莞市二次供水的节水节能措施-4-少，能充分利用自来水原有的压力，可节电50％以上，符合国家节能的要求；其次，由于直接实现与自来水管网串联对接，不用建水池、设水箱，避免了饮用水在供水过程中的二次污染，符合环保要求；最后，由于不建水池水箱，不仅节省投资，还能有效抑制原有开放式蓄水设施产生的跑、冒、滴、漏、渗现象，并减少土地使用面积和土建投资，减小一次性投资和建设周期。东莞市中心区住宅小区，有住户约3000户，楼高多为10层。市政供水管网用水低峰期水压在0.28~0.30MPa，而用水高峰期的压力仅为0.23MPa左右。该区的原二次供水方式为设地下断流水池，利用水泵提升水压到0.45MPa后供至用户的方式。该供水方式虽满足了用户供水压力需求，但由于供水扬程较大，能耗高，二次供水运行成本高达0.60元/m3，住户对此反应强烈。根据小区用水需求和周边供水管网及压力情况，决定将该区的供水方式改为无负压变频供水方式，采用从市政供水干管DN1200直接开口供水，将原屋面水表全部改装到楼下，充分利用原有管网压力的基础上叠加压力仅为0.15~0.20MPa，整体运行成本大大降低到0.20元/m3。当然，作为一种新型的供水方式，无负压稳流供水方式较传统的供水方式有它独到的特点和优势，但在下列一些场合不适应选用这种设备：一是由于我国现行规定不允许直接在管网直接加泵抽水，防止由于直接连接产生负压造成二次污染和对周边用户影响。因此，对于市政管网管径相对较细、小区居民相对较多的情况。二是市政管网经常性停水的区域。三是消防用水。四是供水保证率要求高，不允许停水的用户。这几种情况都要求有一定的储备水量，需设置断流水池。2.3气压给水方式当室外给水管网水压经常不足，而建筑物内又不宜设置高位水箱或设水箱确有困难的情况下，可以在给水系统中设置气压给水设备，利用该设备的气压水罐内气体的可压缩性，提升水压给水方式，如图4所示。该给水方式的优点是：设备可设在建筑物的任何高度上，安装方便，水质不易受污染，投资省，建设周期短，便于实现自动化。缺点是：给水压力波动较大，运行费用较高，供水安全可靠性差。因此，一般只适用于用水量较小的生活场所。2.4分区供水的给水方式对于高层建筑，如果只采用一个区供水，则下层的给水压力过大，会引起使用时水成射流喷溅、产生水锤和水锤噪音、增大管网和用水器具磨损、增加漏损、顶层龙头产生负压抽吸现象形成回流污染、增加能耗和维护费用等不利现象。因此一般按每10层左右设立竖向东莞市二次供水的节水节能措施-5-分区，根据实际情况选择供水方式：2.4.1高位水箱供水方式。该方式又分为并列给水方式、串联给水方式、减压水箱给水方式和减压阀给水方式，如图5所示。该方式给水压力稳定，一次性投资较小，管理方便；缺点是水箱占用建筑面积较多，影响建筑的经济效益，不利于建筑的抗震，容易产生二次供水污染。abcd东莞市二次供水的节水节能措施-6-2.4.2气压罐供水方式。优点为不需要高位水箱，不占高层建筑上层面积；缺点是一次性投资和运行费用较高，气压罐贮水量小，水泵启闭频繁，水压变化幅度大。2.4.3变频水泵供水方式。该方式根据给水系统中用水量情况自动改变水泵的转速，使水泵经常处于较高效率下工作。其最大优点是：省去高位水箱，提高建筑面积的利用率，减少水泵运行能耗。现在的技术成熟，设备费用降低，是高层建筑二次供水