無負壓管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水設備無水自動停機、有水自動開機試驗檢測技術研究

一、檢測原理

無水自動停機與有水自動開機功能是無負壓供水設備的核心保護機制，其檢測基于對設備進水端壓力、流量及穩(wěn)態(tài)運行邏輯的精確監(jiān)測與控制。

1. 無水自動停機原理：當市政管網(wǎng)供水不足或中斷時，設備進水口壓力降至預設的臨界值（通常設定為管網(wǎng)保護壓力，如不低于0.20 MPa，且不得對市政管網(wǎng)產(chǎn)生負壓抽吸）。壓力傳感器實時監(jiān)測該信號并傳送至控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)通過內(nèi)置算法，識別出持續(xù)低壓力狀態(tài)（結合流量監(jiān)測，排除瞬時波動干擾），判定為“無水”工況。隨即，系統(tǒng)立即執(zhí)行停機程序，首先停止穩(wěn)流補償器內(nèi)的真空抑制裝置工作，繼而停止水泵機組運行，并發(fā)出報警信號，以防止設備干運行損壞和對市政管網(wǎng)造成負壓影響。

2. 有水自動開機原理：當市政管網(wǎng)供水恢復，進水口壓力回升至預設的啟動壓力值（此值需高于停機壓力值，形成壓力回差，防止頻繁啟停）并穩(wěn)定維持一定時間后。壓力傳感器再次捕捉到該有效信號，控制系統(tǒng)經(jīng)過延時確認（避免因壓力不穩(wěn)導致誤動作），判定為“有水”工況。隨后，系統(tǒng)自動復位報警，按預設程序啟動真空抑制裝置，待穩(wěn)流補償器內(nèi)建立正常氣壓后，按設定邏輯逐臺或按順序啟動水泵機組，恢復增壓供水。

科學依據(jù)：該檢測原理基于流體力學、自動控制理論及電氣保護原理。通過監(jiān)測管網(wǎng)壓力這一關鍵參數(shù)，結合邏輯判斷與延時控制，實現(xiàn)對供水工況的準確識別與設備的自動保護，確保設備在“借水加壓”過程中始終遵循“不與市政管網(wǎng)爭水”的根本原則。

二、檢測項目

該功能檢測可分為系統(tǒng)功能性檢測與安全性驗證兩大類。

1. 功能性檢測項目：

   • 無水工況模擬與停機響應檢測：模擬進水壓力持續(xù)低于設定保護值，驗證設備是否在規(guī)定時間內(nèi)（通常要求≤10s）可靠停機并報警。

   • 有水工況模擬與開機響應檢測：模擬進水壓力恢復至啟動值，驗證設備是否在延時后（可設定，如5-30s）正常啟動，且啟動過程平穩(wěn)，無異常沖擊。

   • 壓力設定值準確性校驗：檢驗設備控制系統(tǒng)中設定的無水停機壓力值和有水開機壓力值的實際動作精度，其偏差應在允許范圍內(nèi)（如±0.01 MPa）。

   • 壓力回差有效性驗證：驗證停機壓力與開機壓力之間的回差設置是否合理有效，能否避免因管網(wǎng)壓力小幅波動導致的設備頻繁振蕩啟停。

2. 安全性驗證項目：

   • 負壓抑制功能聯(lián)動檢測：在無水停機過程中，同步檢測真空抑制裝置的動作是否及時、有效，確保穩(wěn)流補償器內(nèi)未形成負壓。

   • 水泵干轉保護測試：在極端無水情況下，驗證設備能否在水泵電機因干轉過熱或過載前完成安全停機。

   • 報警系統(tǒng)可靠性測試：檢查無水停機時，聲光報警或遠程通訊報警信號是否能準確觸發(fā)并傳送。

   • 電源故障恢復自啟動測試：模擬設備在運行中遭遇斷電，恢復供電后，設備不應自動啟動，需待檢測到“有水”信號后方可啟動，以防無水狀態(tài)下強行開機。

三、檢測范圍

此項檢測適用于所有采用無負壓（管網(wǎng)疊壓）技術的供水設備，其應用領域廣泛，檢測要求需覆蓋以下場景：

• 民用建筑：高層住宅、公寓、酒店等的生活給水系統(tǒng)。要求設備對市政管網(wǎng)影響小，啟停靈敏，保障居民用水連續(xù)性。

• 公共建筑：辦公樓、醫(yī)院、學校、大型商場等。除基本功能外，對運行的穩(wěn)定性和低噪音有更高要求。

• 工業(yè)領域：工廠的生產(chǎn)線供水、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)等。需適應可能存在的流量波動大、水質(zhì)情況復雜等工況。

• 特種行業(yè)：機場、火車站、數(shù)據(jù)中心等對供水安全性要求極高的場所。檢測需更為嚴格，常要求具備冗余控制和遠程監(jiān)控功能。

四、檢測標準

國內(nèi)外標準對此功能均有明確規(guī)定，但細節(jié)存在差異。

• 國內(nèi)核心標準：

  • GB/T 26003《無負壓管網(wǎng)增壓穩(wěn)流給水設備》：明確規(guī)定設備應具備“當進水壓力低于設定壓力值時應能自動停機保護；當進水壓力回升至設定壓力值時應能自動開機運行”。并對保護壓力值、響應時間等提出了指導性要求。

  • CJ/T 265《無負壓給水設備）》：作為城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準，其規(guī)定更為具體，強調(diào)設備不得產(chǎn)生負壓，并對真空抑制器的性能與聯(lián)動控制提出了測試方法。

  • GB 50736《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》 等相關規(guī)范中，也間接對供水設備的自動控制與保護提出了要求。

• 及國外標準：

  • EN 806（建筑物內(nèi)飲用水供應裝置技術規(guī)范）：系列標準雖未直接命名“無負壓設備”，但對供水設備的防回流保護、壓力控制及安全聯(lián)鎖有嚴格規(guī)定。

  • NFPA 20（離心消防泵的安裝標準）：對于兼具消防功能的增壓設備，其自動控制要求極為苛刻，可作為參考。

  • ASSE 系列標準：如ASSE 1070（壓力型水箱組件性能要求）等，對防止系統(tǒng)污染和壓力控制有詳細測試方法。

對比分析：國內(nèi)標準（GB/T, CJ/T）針對“無負壓”這一特定技術有專門和詳細的規(guī)定，操作性更強。標準更側重于系統(tǒng)性的安全原則和防污染要求。檢測時，通常以國內(nèi)標準為基本依據(jù)，同時參考標準中的先進理念和更嚴苛的安全條款。

五、檢測方法

1. 實驗室模擬檢測法：

   • 搭建測試平臺：構建一個可精確調(diào)節(jié)進水壓力和流量的閉環(huán)檢測系統(tǒng)，設備出口連接可模擬不同用水量的裝置。

   • 操作要點：
     a. 設定設備參數(shù)：在控制面板上準確設置無水停機壓力P停和有水開機壓力P開。
     b. 無水停機測試：緩慢降低測試平臺進水壓力，觀察并記錄壓力降至P停時設備是否停機報警。重復多次以驗證穩(wěn)定性。
     c. 有水開機測試：緩慢提升進水壓力至P開，觀察并記錄設備是否在延時后正常啟動。測試不同回差設置下的響應。
     d. 聯(lián)動測試：在壓力變化過程中，使用負壓表監(jiān)測穩(wěn)流補償器內(nèi)壓力，驗證真空抑制器與水泵啟停的協(xié)同性。

2. 現(xiàn)場實測法：

   • 適用于已安裝設備：利用市政管網(wǎng)的天然壓力波動或在用水低峰期進行測試。

   • 操作要點：
     a. 安全準備：通知相關用戶可能出現(xiàn)的短暫停水，確保測試安全。
     b. 關閥模擬：緩慢關閉設備進水端前的閥門，模擬壓力下降，觀察停機動作。
     c. 開閥恢復：緩慢打開閥門，觀察啟動動作。
     d. 數(shù)據(jù)記錄：使用便攜式壓力數(shù)據(jù)記錄儀，全程記錄進水壓力變化與設備狀態(tài)切換的對應關系。

六、檢測儀器

1. 高精度壓力傳感器/變送器：用于監(jiān)測進水口壓力及穩(wěn)流補償器內(nèi)壓力。要求量程覆蓋設備工作范圍（如0~1.6MPa），精度等級不低于0.5級，響應速度快。

2. 壓力校驗儀：用于校準設備自帶壓力傳感器和控制系統(tǒng)的壓力設定值，確保測試基準準確。

3. 便攜式數(shù)據(jù)記錄儀：能同步記錄多通道壓力、電壓等信號，用于分析壓力變化與設備動作的時間序列關系。

4. 電氣安全測試儀：包括絕緣電阻測試儀、接地電阻測試儀等，用于驗證設備在啟停過程中的電氣安全性能。

5. 流量計：如需進行更全面的性能分析，需配備超聲波流量計等，用于同步監(jiān)測流量變化。

七、結果分析

1. 動作值分析：

   • 合格：實際停機壓力值、開機壓力值與設定值的偏差在標準允許范圍內(nèi)（如±0.01 MPa或按制造商聲明）。

   • 不合格：偏差超出范圍，可能原因包括傳感器漂移、控制系統(tǒng)PLC/PID參數(shù)設置錯誤或機械部件動作遲緩。

2. 響應時間分析：

   • 合格：從壓力達到觸發(fā)條件到設備完成相應動作（停機或開機）的時間符合標準或技術文件要求（如停機響應時間<10s）。

   • 不合格：響應遲緩，可能原因包括控制程序邏輯不合理、繼電器或接觸器動作緩慢、管路中存在氣囊等。

3. 功能邏輯分析：

   • 合格：無水時可靠停機并報警；有水時經(jīng)延時平穩(wěn)啟動；報警信號準確；無頻繁振蕩啟停現(xiàn)象。

   • 不合格：出現(xiàn)誤動作（如壓力正常時停機）、拒動作（如無水時不停機）、啟動沖擊過大、或頻繁啟停。需檢查壓力回差設置、控制延時參數(shù)、以及壓力信號的濾波處理。

4. 安全性分析：

   • 合格：整個啟停過程中，穩(wěn)流補償器內(nèi)未檢測到可持續(xù)的負壓（<-0.002 MPa）；水泵無干轉；電源恢復后無“莽撞”啟動。

   • 不合格：存在負壓抽吸風險、水泵有干轉跡象、電源恢復后直接啟動。這表明真空抑制系統(tǒng)、電機保護模塊或控制邏輯存在嚴重缺陷。

評判標準：終評判應依據(jù)產(chǎn)品執(zhí)行標準（如GB/T 26003）、設備技術規(guī)格書以及采購合同中的技術條款進行綜合性判定。任何一項關鍵安全性指標（如產(chǎn)生負壓、無水不停機）不合格，均應判定為整體功能不合格。功能性指標應在允許誤差范圍內(nèi)，且重復測試結果一致，方可判定為可靠。