鄭強(qiáng)

（甘肅省高臺(tái)縣農(nóng)村人飲工程管理站，甘肅高臺(tái) 734300）

淺談自動(dòng)變頻技術(shù)在單村供水工程中的應(yīng)用

鄭強(qiáng)

（甘肅省高臺(tái)縣農(nóng)村人飲工程管理站，甘肅高臺(tái) 734300）

在供水工程建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)自動(dòng)變頻技術(shù)的使用，可以有效減少管理人員頻繁徒手接觸電氣設(shè)備，有著很高的應(yīng)用價(jià)值。與此同時(shí)，單村供水工程應(yīng)用自動(dòng)變頻技術(shù)要和實(shí)際的工程有機(jī)的結(jié)合在一起。針對(duì)這樣的情況，本文將具體分析單村供水工程的實(shí)際地理環(huán)境情況，并對(duì)單村供水工程的具體工藝流程、參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究，進(jìn)而對(duì)自動(dòng)變頻技術(shù)在單村供水工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析研究。

自動(dòng)變頻技術(shù)；單村供水工程；應(yīng)用

本文選取的單村供水工程案例位于巷道鎮(zhèn)正遠(yuǎn)村高臺(tái)縣城西南7公里處的巷道鎮(zhèn)，地處內(nèi)陸腹地，屬典型的大陸性干旱氣候，具有寒冷、干燥、晝夜溫差大、日照時(shí)間長(zhǎng)、降水少、蒸發(fā)大等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采取打井提取深層地下水，變頻設(shè)備供水，管網(wǎng)輸配水，一次性供水到戶的工程措施。

一、單村供水工程基本情況

（一）供水規(guī)模和用水量

第一，供水規(guī)模W（最高日用水量）：根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際和《甘肅省農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)與管理技術(shù)文本》要求，供水規(guī)模W＝(W1+W2+W3+W4)。經(jīng)過(guò)分析計(jì)算正遠(yuǎn)村飲水安全工程供水規(guī)模為173.67 m3/d。

第二，居民生活用水量W1：巷道鎮(zhèn)正遠(yuǎn)村飲水安全工程共計(jì)解決6個(gè)社250戶1 081人的飲水安全問題。根據(jù)農(nóng)村生活用水量標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，結(jié)合社會(huì)發(fā)展目標(biāo)，確定農(nóng)村人口最高日生活用水量為q＝50升/人·日，計(jì)算年限按15年，人口增長(zhǎng)率為6‰。根據(jù)公式P=P0（1+X）n進(jìn)行遠(yuǎn)景供水人口計(jì)算，設(shè)計(jì)水平年將達(dá)到1 182人，巷道鎮(zhèn)正遠(yuǎn)村飲水安全工程居民生活用水量W1計(jì)算如下：W1＝P*q/1 000＝1 182*50/1 000＝59.12 m3/d。

第三，集體或?qū)I(yè)戶飼養(yǎng)畜禽用水量W2：巷道鎮(zhèn)正遠(yuǎn)村飲水安全工程項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)大牲畜532頭，小牲畜4 700頭，隨著黑河流域灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目退耕還林還草工程的實(shí)施，草畜產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度加快，預(yù)計(jì)項(xiàng)目區(qū)設(shè)計(jì)水平年大牲畜數(shù)量達(dá)638頭，小牲畜達(dá)7 050頭，根據(jù)《甘肅省農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)與管理技術(shù)文本》對(duì)大、小牲畜用水定額的要求，確定項(xiàng)目區(qū)大牲畜用水定額為35升/頭·日，小牲畜用水定額為10升/頭·日。巷道鎮(zhèn)正遠(yuǎn)村飲水安全工程項(xiàng)目區(qū)集體或?qū)I(yè)戶飼養(yǎng)畜禽用水量W2計(jì)算如下：

大牲畜用水量為：Q大牲畜=638×0.035=22.34 m3/d；小牲畜用水量為：Q小牲畜=7050×0.01=70.5 m3/d；根據(jù)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：根據(jù)《甘肅省農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)與管理技術(shù)文本》要求，巷道鎮(zhèn)正遠(yuǎn)村飲水安全工程項(xiàng)目區(qū)公共建筑用水量W3為項(xiàng)目區(qū)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，管網(wǎng)損失水量和未預(yù)見水量W4：根據(jù)《甘肅省農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)與管理技術(shù)文本》要求，巷道鎮(zhèn)正遠(yuǎn)村飲水安全工程項(xiàng)目區(qū)管網(wǎng)損失水量和未預(yù)見水量W4為項(xiàng)目區(qū)居民生活用水量、集體或?qū)I(yè)戶飼養(yǎng)畜禽用水量W2、公共建筑用水量W3之和的10%取值。

管網(wǎng)損失水量和未預(yù)見水量W4＝（W1+W2+W3）*10%＝15.79 m3/d。

第六，人均綜合用水量：人均綜合用水量＝供水規(guī)模/設(shè)計(jì)人口

人均綜合用水量=173.67/1 182*1 000=146.93升/日

（二）供水方式及方案選擇

由于高臺(tái)縣巷道鎮(zhèn)正遠(yuǎn)村共計(jì)6個(gè)社250戶1 081人，居住比較集中，通過(guò)對(duì)其經(jīng)濟(jì)條件、地理位置和水源水量、水質(zhì)論證分析，都滿足集中聯(lián)片供水一次性到戶的要求，所以該工程供水方式采取機(jī)井——變頻設(shè)備——管網(wǎng)的集中供水設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目區(qū)地下水埋深3～5米，地下水儲(chǔ)量較豐富，地下水允許開采量為1 716萬(wàn)立方米。經(jīng)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有機(jī)井水源水質(zhì)化驗(yàn)，表層地下水溶解性總固體高，含氟量大，不宜飲用，深層地下水水質(zhì)較好，符合國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，且開采較為方便，適宜作為飲用水源。因此，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)所處位置的自然地理?xiàng)l件，水文地質(zhì)條件、管理?xiàng)l件、工程投資條件，工程設(shè)計(jì)采用打井提取深層地下水的取水方案。

二、自動(dòng)變頻技術(shù)在單村供水工程中的應(yīng)用方式探析

（一）單村供水工程工藝流程探析

該工程日供水規(guī)模W=173.67m3/d，根據(jù)集中供水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，該工程屬Ⅴ型，該工程實(shí)行24小時(shí)供水，供水時(shí)變化系數(shù)Kh＝2.3，供水日變化系數(shù)K＝1.3～1.5，設(shè)計(jì)供水年限15年。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)水資源分布特點(diǎn)、開發(fā)利用現(xiàn)狀、自然地理?xiàng)l件、水文地質(zhì)條件、管理?xiàng)l件、工程投資條件，堅(jiān)持以小型工程為主，因地制宜，統(tǒng)籌兼顧，合理布局，有利于可持續(xù)發(fā)展，盡可能利用當(dāng)?shù)厮Y源的原則，從根本上解決項(xiàng)目區(qū)人口飲水安全問題，經(jīng)實(shí)地勘察和多方案比較，選擇在正遠(yuǎn)初級(jí)中學(xué)附近新打120米機(jī)井1眼，提取深層地下水，修建管理房103.75平方米，采取變頻設(shè)施進(jìn)行集中供水的工程措施。

供水工程的工藝流程為：機(jī)井——變頻設(shè)施——管網(wǎng)——用戶。其中，水泵揚(yáng)程確定根據(jù)下式計(jì)算總揚(yáng)程：H總=地形揚(yáng)程+阻力揚(yáng)程+設(shè)備揚(yáng)程；地形揚(yáng)程：H揚(yáng)=深井電潛泵最低動(dòng)水位根據(jù)井深、輸水管長(zhǎng)度、內(nèi)徑及泵型計(jì)算分析總揚(yáng)程與水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程大小。

泵型選擇根據(jù)確定的井深及各工程最高日平均時(shí)用水量選擇泵的型號(hào)：因均提取深層地下水，抽水時(shí)水位降深幅度大，故首先選用高揚(yáng)程深井電潛泵；根據(jù)確定的井管內(nèi)徑300毫米選擇水泵型號(hào)。水泵選用200QJ20—81/6型深井潛水電泵，水泵配套相應(yīng)電機(jī)7.5 kw。

變頻設(shè)備選擇為方便管理人員操作，減少管理人員頻繁徒手接觸電氣設(shè)備，降低人員因操作電氣設(shè)備不當(dāng)而發(fā)生以外，針對(duì)這樣的情況，在配電室內(nèi)設(shè)計(jì)安裝自動(dòng)變頻供水裝置。本工程設(shè)計(jì)TD2100—4T0075S-供水型變頻柜1套，配套電機(jī)功率7.5 kw。TD-2100系列供水專用變頻器，配用壓力傳感器，組成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)單臺(tái)水泵電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，依據(jù)用戶用水量的多少，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，在恒定出水壓力（設(shè)定值）下改變水量，從而取代了水塔、高位水池、氣壓罐等供水設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了最大限度的合理用水，既保證了恒壓供水，又達(dá)到節(jié)水節(jié)電的目的。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合單村供水工程的實(shí)際情況，在進(jìn)行工程施工過(guò)程中，添加相應(yīng)的自動(dòng)變頻技術(shù)，有助于結(jié)合文中分析的供水工程工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，取代傳統(tǒng)供水設(shè)施，穩(wěn)定持續(xù)的為人民群眾供水，具有很高的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

（編輯：張瓊瓊）

TP273.5

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1673-9019(2016)14-0052-01

2016-06-21

鄭強(qiáng)（1979-），男，甘肅高臺(tái)人，助理工程師，主要從事人飲工程建設(shè)管理工作。