浅谈自动变频技术在单村供水工程中的应用

2016-03-28郑强

甘肃农业 2016年14期

关键词：扬程项目区用水量

郑强

（甘肃省高台县农村人饮工程管理站，甘肃高台 734300）

浅谈自动变频技术在单村供水工程中的应用

郑强

（甘肃省高台县农村人饮工程管理站，甘肃高台 734300）

在供水工程建设过程中，通过对自动变频技术的使用，可以有效减少管理人员频繁徒手接触电气设备，有着很高的应用价值。与此同时，单村供水工程应用自动变频技术要和实际的工程有机的结合在一起。针对这样的情况，本文将具体分析单村供水工程的实际地理环境情况，并对单村供水工程的具体工艺流程、参数设计进行分析研究，进而对自动变频技术在单村供水工程中的应用情况进行分析研究。

自动变频技术；单村供水工程；应用

本文选取的单村供水工程案例位于巷道镇正远村高台县城西南7公里处的巷道镇，地处内陆腹地，属典型的大陆性干旱气候，具有寒冷、干燥、昼夜温差大、日照时间长、降水少、蒸发大等特点，设计采取打井提取深层地下水，变频设备供水，管网输配水，一次性供水到户的工程措施。

一、单村供水工程基本情况

（一）供水规模和用水量

第一，供水规模W（最高日用水量）：根据项目区实际和《甘肃省农村饮水安全工程建设与管理技术文本》要求，供水规模W＝(W1+W2+W3+W4)。经过分析计算正远村饮水安全工程供水规模为173.67 m3/d。

第二，居民生活用水量W1：巷道镇正远村饮水安全工程共计解决6个社250户1 081人的饮水安全问题。根据农村生活用水量标准和项目区实际情况，结合社会发展目标，确定农村人口最高日生活用水量为q＝50升/人·日，计算年限按15年，人口增长率为6‰。根据公式P=P0（1+X）n进行远景供水人口计算，设计水平年将达到1 182人，巷道镇正远村饮水安全工程居民生活用水量W1计算如下：W1＝P*q/1 000＝1 182*50/1 000＝59.12 m3/d。

第三，集体或专业户饲养畜禽用水量W2：巷道镇正远村饮水安全工程项目区现大牲畜532头，小牲畜4 700头，随着黑河流域灌区节水改造项目退耕还林还草工程的实施，草畜产业发展速度加快，预计项目区设计水平年大牲畜数量达638头，小牲畜达7 050头，根据《甘肃省农村饮水安全工程建设与管理技术文本》对大、小牲畜用水定额的要求，确定项目区大牲畜用水定额为35升/头·日，小牲畜用水定额为10升/头·日。巷道镇正远村饮水安全工程项目区集体或专业户饲养畜禽用水量W2计算如下：

大牲畜用水量为：Q大牲畜=638×0.035=22.34 m3/d；小牲畜用水量为：Q小牲畜=7050×0.01=70.5 m3/d；根据公式W2＝Q大牲畜+Q小牲畜＝22.33+70.5＝92.84 m3/d

第四，公共建筑用水量W3：根据《甘肃省农村饮水安全工程建设与管理技术文本》要求，巷道镇正远村饮水安全工程项目区公共建筑用水量W3为项目区居民生活用水量的10%估算。公共建筑用水量W3＝居民生活用水量W1*10%＝59.1*10%＝5.91 m3/d。

第五，管网损失水量和未预见水量W4：根据《甘肃省农村饮水安全工程建设与管理技术文本》要求，巷道镇正远村饮水安全工程项目区管网损失水量和未预见水量W4为项目区居民生活用水量、集体或专业户饲养畜禽用水量W2、公共建筑用水量W3之和的10%取值。

管网损失水量和未预见水量W4＝（W1+W2+W3）*10%＝15.79 m3/d。

第六，人均综合用水量：人均综合用水量＝供水规模/设计人口

人均综合用水量=173.67/1 182*1 000=146.93升/日

（二）供水方式及方案选择

由于高台县巷道镇正远村共计6个社250户1 081人，居住比较集中，通过对其经济条件、地理位置和水源水量、水质论证分析，都满足集中联片供水一次性到户的要求，所以该工程供水方式采取机井——变频设备——管网的集中供水设计。

项目区地下水埋深3～5米，地下水储量较丰富，地下水允许开采量为1 716万立方米。经项目区现有机井水源水质化验，表层地下水溶解性总固体高，含氟量大，不宜饮用，深层地下水水质较好，符合国家饮用水卫生标准，且开采较为方便，适宜作为饮用水源。因此，根据项目区所处位置的自然地理条件，水文地质条件、管理条件、工程投资条件，工程设计采用打井提取深层地下水的取水方案。

二、自动变频技术在单村供水工程中的应用方式探析

（一）单村供水工程工艺流程探析

该工程日供水规模W=173.67m3/d，根据集中供水工程设计标准，该工程属Ⅴ型，该工程实行24小时供水，供水时变化系数Kh＝2.3，供水日变化系数K＝1.3～1.5，设计供水年限15年。

根据项目区水资源分布特点、开发利用现状、自然地理条件、水文地质条件、管理条件、工程投资条件，坚持以小型工程为主，因地制宜，统筹兼顾，合理布局，有利于可持续发展，尽可能利用当地水资源的原则，从根本上解决项目区人口饮水安全问题，经实地勘察和多方案比较，选择在正远初级中学附近新打120米机井1眼，提取深层地下水，修建管理房103.75平方米，采取变频设施进行集中供水的工程措施。

供水工程的工艺流程为：机井——变频设施——管网——用户。其中，水泵扬程确定根据下式计算总扬程：H总=地形扬程+阻力扬程+设备扬程；地形扬程：H扬=深井电潜泵最低动水位根据井深、输水管长度、内径及泵型计算分析总扬程与水泵设计扬程大小。

泵型选择根据确定的井深及各工程最高日平均时用水量选择泵的型号：因均提取深层地下水，抽水时水位降深幅度大，故首先选用高扬程深井电潜泵；根据确定的井管内径300毫米选择水泵型号。水泵选用200QJ20—81/6型深井潜水电泵，水泵配套相应电机7.5 kw。

变频设备选择为方便管理人员操作，减少管理人员频繁徒手接触电气设备，降低人员因操作电气设备不当而发生以外，针对这样的情况，在配电室内设计安装自动变频供水装置。本工程设计TD2100—4T0075S-供水型变频柜1套，配套电机功率7.5 kw。TD-2100系列供水专用变频器，配用压力传感器，组成闭环调节系统对单台水泵电机进行调节控制，依据用户用水量的多少，自动调节水泵转速，在恒定出水压力（设定值）下改变水量，从而取代了水塔、高位水池、气压罐等供水设施，实现了最大限度的合理用水，既保证了恒压供水，又达到节水节电的目的。