重力式恒压供水方法

技术领域

本发明涉及给排水自来水供水领域，具体涉及一种重力式恒压供水方法。

背景技术

在城市自来水供水中，经常会使用到重力式供水，通过重力作用，从水库至水厂再到城区进行阶梯式供水。在实际生产中存在的问题是压力波动范围较大，控制精准度不高，算法复杂且维护难度较大。出厂水主水管道沿山体陡斜铺设，出厂水重力跌落的水头落差大，在一定程度上造成了主管段内壁的水锤冲击，对于管道使用寿命有较大影响。压力变送器设置在主管道低海拔位置，压力变动的响应时间较长，无法实现闭环控制，造成了压力波动范围的增加，在高压力区段的控制上存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种重力式恒压供水方法，实现重力式供水的自动恒压，进一步提高自动调节系统运行的稳定性，切实保障城区供水工作。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：本发明提供一种重力式恒压供水方法，包括，

S1、在出厂水主管道的低点设置低位控制阀，所述低位控制阀根据压力需求自动控制阀门开启度；

S2、在所述低位控制阀前后分别设置压力变送器，阀前压力变送器用于监测出水厂至低位控制阀之间的水头，阀后压力变送器的数据作为恒压供水的调节值，并根据调节值设置系统目标压力；

S3、根据城区供水压力需求，将系统目标压力划分为高压区段和低压区段两个区段，所述低压区段用于满足城区低供水压力时段的压力调节需求，所述高压区段用于满足城区中供水压力时段及高供水压力时段的压力调节需求。

进一步，步骤S1中，所述低点为城区供水点平均海拔高度位置。

进一步，当低位控制阀的阀后压力数值大于系统目标压力时，控制系统通过程序输出电流信号，每次按第一时间作为延迟执行消除压力抖动，阀门开度递减；当阀后压力数值小于系统目标压力时，系统控制阀门开度递增，直至阀后压力达到系统目标压力。

进一步，所述高压区段的系统目标压力设定为0.4MPa，所述低压区段的系统目标压力设定为0.5MPa。

进一步，所述低位控制阀为活塞式调流阀。

进一步，步骤S3中，低供水压力时段为1:30~5:30；高供水压力时段为6:30~9:00以及17:30~23:00，其余时段为中供水压力时段。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：本发明提供一种重力式恒压供水方法，包括，S1、在出厂水主管道的低点设置低位控制阀，所述低位控制阀根据压力需求自动控制阀门开启度；S2、在所述低位控制阀前后分别设置压力变送器，阀前压力变送器用于监测出水厂至低位控制阀之间的水头，阀后压力变送器的数据作为恒压供水的调节值，并根据调节值设置系统目标压力；S3、根据城区供水压力需求，将系统目标压力划分为高压区段和低压区段两个区段，所述低压区段用于满足城区低供水压力时段的压力调节需求，所述高压区段用于满足城区中供水压力时段及高供水压力时段的压力调节需求。实现重力式供水的自动恒压，进一步提高自动调节系统运行的稳定性，切实保障城区供水工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明提供的重力式恒压供水方法的阀门布置图；

图2为本发明提供的重力式恒压供水方法的实际运行监测图；

图3为本发明提供的重力式恒压供水方法的供水流量历史曲线图；

图4为本发明提供的重力式恒压供水方法的全域控压历史曲线图；

图5为本发明提供的重力式恒压供水方法的阀门、供水点海拔关系图；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1，本发明提供一种重力式恒压供水方法，包括，

S1、在出厂水主管道的低点设置低位控制阀，所述低位控制阀根据压力需求自动控制阀门开启度；所述低点为城区供水点平均海拔高度位置。例如某水厂清水池海拔高度506.62m，出厂水配水主管沿山体倾斜铺设，在配水主管海拔高度428.82m处城区平均海拔高度位置增设低位调流控制阀门，根据压力需求自动控制阀门开启度。同时将出厂水阀作为安全备用阀，在突发情况下作为安全应急控制的备用手段，在停电或系统故障的特殊情况下用于应急关闭，保障管网压力不受冲击。在一般情况下，出厂水阀门设置为全开。

低位控制阀作为实际恒压控制阀门，开启度通过程序自动调节，一般情况下小于出厂水安全备用阀。在出厂水阀和低位阀之间形成了开度差，使该管段始终保持满水位，从而消除了主管道空管，解决了出厂水重力式跌落所造成的水锤冲击。

通过低海拔设置的低位控制阀，将恒压调节控制点整体下移。将现有技术中阀前即清水池的低压力，阀后即主管网的高压力的不利条件，改为了阀前出厂水至低位阀的高压力，阀后主管网的低压力的更加安全可靠的调节控制方式。

优选地，所述低位控制阀为活塞式调流阀，用活塞式调流阀替代普通电动阀，利用其线性调流特征，可以更精准地实现阀后压力的恒定调节，有效控制后续管网的压力波动。图中阀前出厂水阀门到低位控制阀之间的实际水头，阀后水头是调节控制以后的城区管网压力水平。

S2、在所述低位控制阀前后分别设置压力变送器，阀前压力变送器用于监测出水厂至低位控制阀之间的水头，阀后压力变送器的数据作为恒压供水的调节值，并根据调节值设置系统目标压力；阀门调节方式为步进控制，根据阀后压力设定数值Pr，当阀后压力变送值Pr_b < Pr-0.01，阀门开启度od=od+1；当阀后压力变送值Pr_b > Pr+0.01，阀门开启度od=od-1。其中，时间延迟t=10s，用于从时间上消除压力抖动，±0.01为压力滤波常数。通过此方式，可以将原重力式恒压供水方法的管段压力控制响应时间，从两分钟缩减至秒级，实现了主管段恒压的闭环控制，更加安全精准。

S3、根据城区供水压力需求，将系统目标压力划分为高压区段和低压区段两个区段，所述低压区段用于满足城区低供水压力时段的压力调节需求，所述高压区段用于满足城区中供水压力时段及高供水压力时段的压力调节需求。其中低供水压力时段为1:30~5:30；高供水压力时段为6:30~9:00以及17:30~23:00，其余时段为中供水压力时段；所述高压区段的系统目标压力设定为0.4MPa，所述低压区段的系统目标压力设定为0.5MPa。

将DN560阀后压力设定为0.4MPa，用于满足低、中区段的恒压供水供水要求，通过改区段的恒定控制，可以满足大部分地区的基础用水需求。将DN630阀后压力设定为0.5MPa，用于满足中、高区段的恒压供水要求。通过改区段的恒定控制，可以完全满足城区恒压供水需求。

当低位控制阀的阀后压力数值大于系统目标压力时，控制系统通过程序输出电流信号，每次按10s延迟执行消除压力抖动，阀门开度递减；当阀后压力数值小于系统目标压力时，系统控制阀门开度递增，直至阀后压力达到系统目标压力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。