高校校园供水方式的改造实践

高校校园供水方式的改造实践张成立黄恒王煜曾云提要根据高校用水时间集中用水量变化较大的特点分析了某校园原供水系统存在成本高可靠性低水资源浪费管网系统待完善的问题。提出以利用自来水水压供水为主水泵提升为辅水泵采用自动控制方式的改造思路。并据此进行了管网改造及利用微型可编程控制器LOGO!实现水泵自控取得了良好的节能节水效果。关键词高校供水改造节能节水可编程控制器1校园供水存在的问题成来水后大量溢流极大地浪费了水资源增大了供高校校园的供水和一般城市供水相比较为特水成本。殊。主要是由于校园內学生住宿区一般都较为集(4)校园管网系统设计有缺陷。对于一般建筑中造成了学生宿舍、食堂的用水十分集中且用水物如教室、实验室、教师住宿区等本来城市自来水量较大。而其它建筑物如教室、实验室、教师住宿区的正常供水即可满足其用水量要求但采用水泵供等的用水量则相对较少。同时用水的时间性强水后反而会出现供水不足的现象。同时用水量大般在早上6:00~8:00中午11:00~2:00,下午5:00的学生宿舍屋顶水池设计偏小调节能力较差7:00晚上9:00~10:00四个时间段用水量最大,2改造思路而其它时间则用水量一般。某高校的某区供水方式(1)校园供水以自来水供水为主水泵供水为为把城市自来水管网的水源取到蓄水池后用水泵辅。由于自来水采用多厂联合供水的方式并设有抽到校园內高位水池再由高位水池向校园管网供大量的多级调节水池和加压泵站对水压和水量的水。随着髙校的扩招学生人数显著增多造成了经调节能勹较强。且自来水对供电事故的应急能力较常性的供水不足特别是学生宿舍和食堂最为明显,强机电设备的备用率较高特别是经过近几年的管影响了学生和教师的正常生活秩序,同时该供水方网改造供水可靠性大大提高。因此校园供水应充式还存在如下问题分利用自来水管网所提供的水压满足校园供水中(1腆烘水成本高。由于校园内的用水全部采用的大部分需要。针对用水量较大、用水集中、时间性水泵供水造成电能的极大浪费和机电设备的大量强的学生宿舍和食堂在用水高峰期会出现供水不损耗。足的情况。应在自来水正常供水的情况下采用水2)供水可靠性低。由于水泵采用人工操作方泵供水作为辅助措施发挥校园内蓄水池、高位水池式高位水池的水位只能靠人为估计而且高位水池和屋顶水池的贮水作用。这种供水方式既节约了大离水泵房较远无法做到准时开机和停机。会造成量电能降低机电设备的损耗获得良好经济效益供水中断或岀现高位水池水位过高而溢流电能和又提高了供水的可靠性满足校园的特殊供水需要。水资源造成浪费。另外如果蓄水池水位过低还会(2冰泵供水采用自动控制方式。采用自动控造成水泵空转导致电能浪费和机电设备的加速损制方式虽然会增加一些投资费用但这部分费用与耗。供水浓相九备投资相比是很小的3冰资源浪费。除水泵不能准时停机而造成加上弌成熟可靠性高既減的溢流浪费外。学生因高峰期供水中断故经常打少了头叫问了水泵供水的可靠性和开阀门未关造成来水后的浪费。很多学生在上课准确性又可减轻工作人员的工作量降低能耗和机前或睡觉前打开阀门用水桶或脸盆接水、贮水造电设备的损耗获得良好的经济效益特别是长期运66给水排水ol.29No.42003行效益更加显著。对于自动控制裝置的投资也将自动控制。正常情况下利用工作泵进行供水当工因节水节能而很快回收。作泵出现故障时则利用备用泵进行供水并由自动3具体改造方案装置对工作泵和备用泵进行自动切换使设备得到3.1对校园供水管网进行适当改造均衡利用这对延长设备使用寿命是很有好处的。该校园的高位水池地理位置较高通过对该校其供水原理示意见图1图1中的虚线部分为增加园附近的自来水管网压力进行多次实测发现在自内容来水管网压力最高时,也不会造成高位水池溢流。因此在改造时设置一条管路直接把城市供水管网自动控制装置亭泵水位开泵水和校园供水管网连接起来并在管路上安装质量较电接点压力表高位水池好的倒流防止器只允许水流从城市管网流向校园止回阀校园供水干管管网利用自来水自身的压力向校园管网供水满足2”水泵校园供水的大部分需要。而且当自来水管网压力较高时如深夜)还可实现各屋顶水池的贮水功能。都水池城市自来对于高位水池也能完成部分贮水任务从而减少水泵的供水量,节约能耗降低供水成本。如果在自来水管网压力最高时会造成高位水池溢流则在上述图1供水原理管路改造的基础上还需在高位水池的岀水干管上4水泵自动控制系统增加一个止回阀只允许水从高位水池流出。并从4.1设备选择与设计城市管网上另引一路水管到高位水池且用浮球阀水泵的控制过程为简单的逻辑控制,开关量输控制其进水以防止高位水池溢流。入输出点数需求较少。如果采用继电器控制方式来3.2水泵改为自动控制方式实现则接线较为复杂可靠性较低洳如果采用通用在原有的水泵手动控制系统中没有2台水泵可编程序控制器(PLC)来实现则输入输出点数浪1用1备,但水泵岀水干管的口径是按一台水泵运费较大成本较高洳果采用西门子微型可编程序控行设计的。故在改造时不考虑两台水泵同时运行的制器IOGO!来实现则既能满足控制要求又使成情况否则需对水泵岀水干管进行增径改造。又由本相对较低而且具有较高的可靠性即性价比高,于水泵功率较大故原系统配有自耦减压启动器以比较适合本系统减小启停时的冲击。LOGO!是西门子通用逻辑控制模块是一种根据原系统的实际情况,为实现水泵的自动控微型PLC。它集编程、显示、控制为一体具有编程制没置一套自动控制裝置设置3个液位开关其方便、抗干扰强、体积小巧、价位较低的突出优点。中2个安装于高位水池1个安装于蓄水池。同时,它具有多种功能如与、或非、与非、或非、异或延为了加强水泵的故障判断以便及时修理在水泵出时继电器、脉冲触发器、时钟、RS触发器、计时器、计水干管上设置一只电接点压力表根据水泵运行时数器、日历触发开关等。并有多种型号以满足输入其压力是否达到预定值来判断水泵是否出现故障。输出点数、电压等级、通讯等不同功能的需要。而且当然更可靠的判断方法是设置示流信号器即根据软件编程十分简便,可利用操作面板的LCD显示屏水泵出水管路上的示流信号器是否动作来进行判和6个操作键对功能块进行连接构成功能块图即断但示流信号器只能用于较小口径的管路上且安可。行后枪、输出状态星期时间装比较麻烦而采用电接点压力表的判断方法既方等信控制参数。可见,便又可靠。另外没置报警功能并将报警信号远送LOCNMH有编程操作简单、编程值班室以便值班人员对报警情况及时掌握。这样语言易学、成本较低、参数显示和设置方便等优点,根据水池水位、电接点压力表的情况来实现水泵的可应用于点数较少的逻辑控制场合特别适合用在给水排水vol29No,4200367单机或小系统中。1幻J2用于1水泵3AZJ用于2#水泵。报警根据水泵的控制要求及报警要求控制器具体选指示灯1HD用于”1#水泵故障”报警,2HD用于为I∝XO!230CL,它具有12路开关量输入“2#水泵故障报警3H用乎蓄水池水位过低”报(230VAC)8路继电器输出20VAC阻性10A感性警AHD用高位水池液位开关故障"报警。1JLC3A)采用230wAC供电。如果不设置报警功能控制为水泵正常运行接触器2LC为减压启动接触器裝置选择IOXO!230RC更适合它具有6路开关量输3JLC为星点接触器。RJ为热继电器触点RD为熔入A路继电器输出其输入输岀点数满足要求。断器KI为LOGO!电源的保护空气开关由于自耦减压启动器使用380VAC的交流接触4.2软件设计器而LOGO!230RCL输出继电器的电压要求小于根据水泵的自动控制改造方案及硬件配置情240ⅴ为此増设4只质量较好的中间继电器用于况利用LOGO!的显示屏和操作键对功能块进行对电压等级进行转换并取消原系统的中间继电器连接就可完成软件编程得到图3所示的逻辑控制和时间继电器由LOXO!直接完成整个减压启动功能块图。的逻辑过程,以简化接线減少故障点提高运行可靠性。液位开关和电接点压力表要选择质量较好的产品。另外增设一只空气开关用于对LOGO!供电的保护增设4颗红色信号灯用于报警显示增设1只点动复位按钮用于对水泵故障报警状态进行复位LOGO1 23ORCLQ1 MQ2 43M 4 Q5 M Q6 M Q7 M Q8四:門江∞c图3逻辑控制功能块示意当高位水池的水位降到开泵水位后工作泵启m12ILC动如果工作泵故障则备用泵启动当水位升到停(4ZJ)lLC泵水位后水泵停止工作当蓄水池水位降到低限水位以下时报警指示灯3H点亮同时禁止启动水泵对于此前已启动的水泵则立即停止以防水泵图2硬件接线原理因无水而空转。当高位水池的液位开关出现逻辑错图2为硬件接线原理图其中1SW为蓄水池低误时,即停泵水位显示有水而开泵水位显示无水,限水位2SW为开泵水位这两个水位均采用常闭则报警指示灯4H点亮同时禁止启动水泵,对于触点。3SW为停泵水位DYL为电接点压力表输出此前已启动的水市肌瘟止以防水泵因液位开触点HW为水泵报警复位点动按钮触点这三个触关故中国煤化15(根据试验确定)点均采用常开触点。这样设置常开和常闭触点可后CNMHGYL未闭合即水泵压使LOGO!的输入在大部分工作时间内为无电压状力未达到预定值则说明水泵抽水失败判断为水泵只有短时间内会出现带电状态。中间继电器故障。此时把故障水泵退出运行点亮报警指示68给水排水ol.29No.42003·施工、材料与设备塑料管在市政工程中的应用高立新提要根据1996年的全国首次城市市政公用设施普査情况重点介绍了国内市政管道和市政工程用塑料管的现状并分析了市场前景同时对其发展提出了建议关键词塑料管市政工程应用公用设施普查随着我国城市化进程加快面对人口、资源和环般分为硬质聚氯乙烯管(PVC-U),聚乙烯管境的巨大压力,为确保国民经济的可持续发展我国(PE)玻璃钢夹砂氜FRP)。政府在逐年加大对城市基础设施的投入市政管道目前我国市政管道品种多样改变了以往只有混建设不断加快管材品种和规格不断丰富产量不断凝土管、灰口铸铁管和钢管等少数几种管道的局面增加质量不断提高,尤其是塑料管发展更快成为如城市供水管濆管径小于60m的有灰口铸铁管、当今投资热点球墨铸铁管、自应力混凝土管、钢管、PVC-U管、PE我国市政管道现状管等管径在600~120mm·有预应力混凝土管、市政工程用的管道根据管道材质不同可分为钢预应力钢筒混凝土管、球墨铸铁管、钢管、FRP管等管、铸铁管、混凝土管、塑料氜包括钢塑复合管川大管径在1200mm以上的有预应力混凝土管、预应力类。①钢管钢管一般分为无缝钢管和焊接钢管钢筒混凝土管、FRP管和钢管等。近十几年来随着铸铁管铸铁管按材质可分为灰口铸铁氜亦称普通塑料管的原料合成生产、管材管件制造技术、设计理铸铁管和延性铸铁氜亦称球墨铸铁管)③混凝土论和施工技术等方面的发展和完善使塑料管在市政管混凝土管一般分为预应力混凝土氜PP)自应力管道工程中占据了相当重要的地位混凝土氜SPP)预应力钢筒混凝土氜PP)混凝1996年6月30日建设部和国家统计局共同土氜α和钢筋混凝土氜R()⑨塑料管塑料管组织了全国首次城市市政公用设施普査普查范围灯并进行锁定,直到修复后,由人工用复位按钮以防液面波动、压力脉动或其他原因引起的开关抖FW进行复位,才能再次开启水泵。水泵的减压启动而导致误操作动逻辑过程为:OGO!的输出Q或Q3)合后5结语中间继电器1孤或3以)闭合使交流接触器3JLC在完成以上管路及水泵操作方式改造后经过和2JLC闭合并启动软件延时延时10(根据自耦年多的运行实践效果明显在满足供水要求的同减压启动器要求设定逅,z3刀雕跳开使3JLC时供水可靠性得到了很大提高而且节能、节水效2JLC退出运行最后通过Qx或α4)中间继电器果十分显著。根据统计数据运行一年来水泵电耗2Ⅸ或4幻)合启动交流接触器1JLC。工作泵和降低了56%供水量减少了23%。供水成本大大降备用泵的自动切换功能是利用LO○!230RCL的低获得了良好的经济效益工作人员的工作量也得时钟功能来实现的即在周一凌晨零点至周四中午到了减轻。12点时间内1水泵为工作泵2#水泵为备用泵,而在其它时间则反过来当然也可用运行时间计时H中国煤化工市学府路23号CNMHG程学院水力教研室器或日历触发开关来实现。另外,LOGO!的I1~电话(08715368763I4输入信号均采用软件延时方式延时时间为5sE-mail wujing 32( public km. yn.cn即要求信号要能保持5s以上才认为该输入存在,收稿日期2002-12-18给水排水vol,29No,4200369