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无负压供水设备负压罐选用及配置

时间:2018-06-12 11:39来源:未知 编辑:saintbox 点击:

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     负压罐作为无负压供水(Water supply)设备(shèbèi)组成部分中不可缺少的部件,在其选用及配置上面也是需要认真对待,在市场上面也将其称为真空罐,引水罐。二次供水设备是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压,通过管道再供用户或自用的形式,因此,二次供水是高层供水的唯一选择方式。是一种水泵吸水装置,可使水泵由抽吸式吸水变为自灌式吸水,简单实用、安全(security)可靠被广泛采用。然而某些实际工程常中出现以下问题(Emerson):

  (1)罐体容积偏小;

  (2)忽略了水温对水泵(water pump)吸水的影响;

  (3)与补气式气压罐联用时的必要条件;

  (4)水泵选择(xuanze)不合理(吸程偏小)。
上述问题都能影响(influence)水泵正常运行供水。 究其原因,不外乎设计不合理, 对其工作(gōng zuò)原理不甚清楚,仅凭大概选用,或忽视了不同情况下的设置条件(tiáo jiàn)而致。
负压罐工作原理:
 采用真空引水罐引水,就是在水池和泵之间的吸入管路上安装一个密封的水罐(箱),在启动水泵之前,注满真空罐(泵内也注满水)。
当水泵启动(start up)之后,水泵会先抽取真空罐内的水,真空罐内的液位下降(descend),管内形成真空,压力低于水池液面的大气压力,此时水就会沿着吸入管进入真空罐。无塔供水设备顾名思义其实就是用无负压气压罐代替了传统的水塔或者蓄水池,也叫做变频无负压供水设备。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。当水泵的排液和吸入管路的进液达到平衡,真空罐内的液位也就不会再下降,达到稳定工作(gōng zuò)状态。泵也就达到了额定工作状态,源源不断地将水输送出去(公众号:泵管家)。
停泵后,排水(drain)管内的水回流至真空罐内,完成了启泵前的灌水工作,从而不需要再次罐泵,做到无人看守。
  负压罐设计原理及其选用
  泵启动(start up)前,真空引水罐内的水应灌至真空引水罐能做到的最大存水量,此时罐内部由水+空气两部分构成,液面上方的气体容积为V1。罐内外的压力与大气压力Pa相同。
真空引水罐前面的管路内空气容积为Vs。
泵启动后,液面下降,达到稳定(说明:稳固安定;没有变动)运行工作(gōng zuò)后,罐内应存有一定体积量V3的水,而气体之外的罐内空气体积为V1+V2。罐内部的压力为P1,压力小于外界大气压力Pa。
真空罐设计选用首先涉及(指关联到,牵涉到)到容积及相关(related)尺寸的确定,如图一所示,其容积由三部分组成:
       V1-真空罐初次灌满水时罐内空气容积 (m3);
       V2-罐内空气 压力由Pa降到P1,两水面间容积(m3);
       V3-保护容积(m3). 注:Pa为本地大气压。
 
  根据波义耳定律(scientific law)得知:
Pa(Vs+V1)=P1(V1+V2)(式2)
  由伯努利方程得知:

  管内流速 v 可以根据 v=Q/A 求出。
hs为真空引水罐前吸入管路部分的损失,可以估算也可以利用方程计算。
将式1、2、3联立,得到新的方程就可以求解总容积V了。在新的方程中,大家就剩下了V2、V3为未知量。
V1在确定真空引水罐结构(的时候可以初步确定。
V3为泵稳定运行后的安全(security)最小水量,在侧开口接泵进口管的情况可以按如下估算:
                                       H3=d+0.2m
  在底部开口的情况,需要确定最低液位高度,并加装防止漩涡产生的装置。此时就初步计算出了V3值。
 有了这些参数,即可初步确定V,然后再确定结构(。结构方面,可以设定:
                                            H罐高度/D=1.2~1.8
 确认了罐的大概高度和直径,然后重新校核之前计算的V1、V3,反复一两次,然后加大余量,就确定了真空引水罐。
 
  估算法
 上述计算方法比较复杂,不适用于快速判定。由于真空引水罐的对小型泵组比较适合,因此采用估算也是可以的。
 公式: 
式中: 
在大多数情况下,管路损失hs远小于吸水高度H,因此可以忽略该值。
这样方程就成为了:
                                       V=Vs×KV
KV取值4~6就能满足要求。
 设置要点
 
  (1)带底阀的真空罐引水装置
在真空罐吸水管上设底阀时(公众号:泵管家),其容积可减少很多,如果在水泵吸水管和真空罐排气管之间再连接一条吸气管,如图二所示,不仅能减小罐容积,而且能保持水泵长期稳定运行。吸气管的作用是将由水中分离出来的气体及时随水流排走,不会积存于罐内, 这样可长期稳定运行(公众号:泵管家)。
 
  (2)真空罐与气压罐组合给水系统
 
 
 
  如图三所示, 当补气罐及水泵出水管上止回阀以前的管道水容积较小时(小于真空罐容积V2时)停泵后,在补气罐补气过程中,外界空气有可能进入真空罐,破坏了真空度,待下次启泵时不出水。这种情况在实际工程中曾发生过,后将补气罐容积加大而解决。解决方法可适当加大补气罐容积或增加一个浮球式补水箱。
 
  (3)选泵与水温
  负压罐引水装置在选泵时应注意(attention)以下问题:一是正确计算水泵(water pump)扬程; 二是注意水温。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。无负压供水设备一般指的是无负压变频供水设备,也叫变频无负压供水设备。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,造成大量的能原白白浪费。
  负压罐能使水泵(water pump)实现自灌式吸水,但这与水池或开式水箱的自灌式吸水条件不同,它是在 负压条件下吸水,所以在确定水泵静扬程时应从水池最低设计水位算起,当从真空罐水位算起时,要把罐内的负压值考虑进去。
 负压罐装置用于循环(continue)冷却水或某些水温(Water temperature)较高的工业废水(如印染废水)时,要特别注意(attention)水温这个条件,以免水泵(water pump)产生气蚀。当依照流量(单位:立方米每秒)和扬程选好水泵后,要根据实际水温对水泵的允许吸上真空高度Hs进行修正(Hs是标准状况下水泵的允许吸上真空高度,修正公式略),使修正后的Hs不得小于PK,否则会产生气蚀,破坏水泵正常工作,这种情况在实际工程(Engineering)中也发生过。
  负压罐引水装置虽然简单,但在选泵及负压罐容积确定方面要进行正确计算,同时要注意(attention)其它条件(tiáo jiàn),如水温、吸水高度,与无负压供水设备联合使用情况(Condition)等。此外罐体必须密封,否则都会影响系统的正常供水。
 

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