1、浅析新型二次供水设备研制及其发展趋势摘要：居民生活饮用水安全是关乎国计民生的重要事情，十二五国家水体污染控制与治理科技重大专项将新型二次供水设备研制及产业化列为课题进行研究。本文主要就是从新型二次供水设备研制及其发展趋势的角度来进行分析。 关键词：新型二次供水设备；水质保障与改善；不锈钢防腐工艺 中图分类号：TU731.5 文献标识码：A 1、二次供水的现状 居民生活饮用水安全是关乎国计民生的重要事情，并且已经被纳入国家公共卫生安全体系，虽然经过长期的发展我国城市供水水平得到了很大的提高，但在二次供水环节当中也存在着很多隐患。在一些市政输配水管网硬件条件和供水管理均较好的城市，本可以提供符合国
2、家生活饮用水卫生标准的水，但因二次供水设施密闭性差，防护措施不到位，水在储水构筑物中长时间滞留而造成实际用水 水质根本就达不到有关标准的要求。一部分城市是由于受到输配水管网的硬件设施的影响，在其出厂水输配的过程之中，就会导致了非常多的二次污染问题， 有的是由于管路破裂所导致的污水、漏水的回灌等等谁知事故，有的则是来自管内壁腐蚀所引起的锰、铁、色度、浊度以及管网的沉淀物的泛起等等指标超标的问题。 现今，传统的二次供水模式，我们就电能消耗的方面来说，基本上都是比较粗放的供水方式。增压水泵的选择方面，存在着流量以及扬程会超出实际需要的情况，水泵的运行不可以依据用户用水的变化来进行行之有效地调整与控制
3、，其中最为突出的是现有水泵所配备的变频控制和异步电动机相互结合，并且在轻负载运行的状态之下，其所产生的功率因数的机会就会出现大幅度的下降，然而这些环节还会存在着严重的能源浪费。在当今的二次供水设备之中，由于没有系统检测功能以及集成的水质，这样一来，即使是产生了二次的污染，当然其设备的管理者也不知情，居民还会继续的进行使用受污染的水。 而我们主要的目标就是：针对我国的二次供水系统之中存在着很大的安全隐患，大部分的二次供水所面临着升级改造的急切需求，进而研发出来最具有水质保障和改善功能以及显著的节能效果成套的二次供水设备，并且形成规模化的生产能力，为了早日实现了“龙头水”的水质达到了生活饮用水的卫
4、生标准来充分的提供装备与技术的支持。 2、取得的成效 研制可大幅度的降低能耗，进而提高效率，其节能的效果可以充分的保障其供水安全的二次供水设备，我们与传统的变频与无负压的二次供水设备来进行比较，其节能的整体效率会提高到 30%以上。针对以上我们提出节能效率的相关要求来进行分析，其解决策略我们主要可以从以下的两个方面来进行分析： 2.1、增压水泵稀土永磁同步电动机的应用 IEC60034-30 将电机效率水平分为 IE1、IE2、IE3、IE4 四级，IE1指的就是标准效率，而且是相当于我们目前所应用的普通异步电动机的效率水平；IE2 是指高效率，比普遍的异步电动机平均提高了 2.75%，其损耗
5、平均也降低了 20%左右；IE3 指的是超高的效率，也就是效率提高1.5%-2%，其损耗的再平均会降低 15%左右；IE4 则指的是超高的效率，损耗预计再下降到 20%左右。我国目前所研究生产的稀土永磁同步电机具有高效率的特性可以达到 IE2 级的效率值，进一步的优化设计，我们采用先进的施工工艺以及高性能的硅钢片，在缩短铁心或者是降低机座号的情况之下，可以充分的达到 IE3 级的效率值。在不降低机座号或者是适当的增加铁心的情况下，其中的部分规格能够达到 IE4 级超高效的效率值。 二次供水具有用水变化非常不均衡的特性。二次供水的设施几乎每天工作的时间都是在 80%以上，而且其没有在额定负载的工
6、况之下来运行，传统的水泵用异步电机，其效率在轻负载变频的运行之下就会严重的偏离高效率的区域，当然其功率的因数也会大幅度的下降。而稀土永磁电机不仅是具有自身效率高，更重要的就是其在轻负载的变频运行之下，功率与效率依旧是处于高效率的区间，所以我们将稀土永磁的同步电动机充分的应用到二次供水系统之中，这样一来就可以大大的提高了其系统整体的运行效率。此项技术的应用将可实现设备整体运行过程节能 25%以上。 （图 1、2） 虽然，目前我国的稀土永磁同步电动机，已经有了较为成熟的技术，而且还在电控机床等等的行业得到了极为广泛的应用，但是在水泵的配用上还没有进行使用。其中水泵的开发大多都是基于两级电机的应用来
7、进行的，而两级同步电机的应用案例也相对比较少。我们是将稀土永磁同步电机应用到二次供水系统之中，我们还得需要进行多目标的整体优化设计来进行具有针对性的改造，进而改进磁路的结构，极槽的配合以及槽型尺寸等等，最终就会合理的分配电动机的各项损耗，来最终实现一个最高的综合效率。我们所研究其中还涉及到了变频器的问题，由于永磁同步电机需要一对一的变频，来进行系统以及综合性的设计，来充分的实现电动机，使其具有一个良好的调速性能，同时还得要兼顾永磁同步电机在低速运行以及额定的时候要在负载的高效区间，与此同时在如何降低变频器的使用成本实现其同产化的方面也是一个非常关键的内容。 2.2、建立二次供水力平衡数据库 对
8、全国各地不同阶段、不同季节、不同用户以及不同城市的数据来进行一个有效地收集，并进行一个曲线绘制，数据的分析与存储。我们针对每一种用户研发一套到几套的供水逻辑来进行编程，在编程之后的每种运行系统均会编入到“二次供水力平衡数据库”之中，然后再依据其用户自身的特点来微调程序，可以达到针对每个项目的系统水力平衡的最佳状态。 3、研制具有水质保障与改善功能，模块化的二次供水集成设备 3.1、在市政输配水管网硬件条件和供水管网均较好的城市是以无负压供水设备的应用来充分的实现水质的保障。要对不同管径、不同压力之下，其设备所使用的密度以及取水的位置来进行研究，同时还得对其中所引起管网的不同时段，所发生的流速以
9、及压力的变化来进行统计与分析，科学、合理的充分应用到无负压供水设备之中。同时对于传统无负压设备的功能进行改进，使其充分的适用与不同的工况，并逐步的扩大其适用的范围。 3.2、通过引入超滤膜为核心的水处理工艺，来有效地改善水质，充分的利用超滤膜来进行水处理是较为纯熟的技术，但是在与无负压设备来相互结合使用的过程之中，也带来了集成技术的问题。 4、研制与二次供水集成设备相配套的水质与系统检测监控和预警等控制系统 我们所要求完成的检测系统，需要带有压力监测、流量监测以及处理前后水质中颗粒物的监测，设备运行数据的监测以及水质的监测，以及对超滤膜的漏点排查检测与透水性的功能。该集成系统就得需要对监测到的
10、数据具有分析处理的功能，可以生成各种曲线，定时的远程来传输数据。这有利于使用方的方便管理， 另外还得用数据来作为下一步研究的主要参考数据，对研究我国不同类型用户的用水习惯、用水定额、用水变化规律分析具有重要意义。 总之，我们将通过原始的创新、集成的创新以及引进消化吸收并且再创新，最终开发出拥有变频控制的稀土永磁电机，带有改善功能和水质保障以及在线水质控测等多项监测功能的应用范围更广的无负压供水设备。 参考文献 1柳兵,丁凯. 新型二次供水设备研制及其发展趋势研究J. 建设科技,2013,17:74-75. 2齐金生,杨菲,罗丹. 新型城镇二次供水设备研制J. 中国给水排水,2009,08:104-108.
