恒壓供水節能設備

　　變頻器恒壓供水工程

　　在供水係統中，恒（héng）壓供水是指通過檢測管網壓（yā）力，在供水網係中用水量發生變化時，而控製（zhì）出口壓力保持在設定（dìng）值不變（biàn）的控製方式（shì）。一般使（shǐ）用水泵時，選用的設備額定流（liú）量通常都超過實際需要的流量，而實際用水過程中所需的流量（liàng）會發生變化，如（rú）在樓宇供水中，白天和（hé）夜晚的用水量變化很大，采用閥門來調節流量的方式使用較為普遍。雖然方法簡單，但這種方式實際上是通過人為增加阻力的辦法達到調節的目的，這（zhè）種節流調節方法浪費（fèi）了大量的電能，同時設備的使用和維護成本較高。

　　一（yī）、變頻調速的特點及分（fèn）析

　　用戶用水的多（duō）少是經常（cháng）變動的，因此供水不足或供水過剩的情況時有（yǒu）發生（shēng）。而用水（shuǐ）和供水之間的不平衡（héng）集中反映（yìng）在供水的壓力上（shàng），即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力（lì）大（dà）。保持（chí）供水壓力的恒定，可（kě）使供水和用水之間保持平衡，即（jí）用水多（duō）時供水也多，用水少時供水也少，從而提高了供水的質量（liàng）。

　　恒壓供水係統對於某些工業或特殊用戶是（shì）非常（cháng）重要的。例如在某些生產過程中，若自來水供水因故壓力不足或短時斷水，可能影（yǐng）響（xiǎng）產品質量（liàng），嚴重時使產品報（bào）廢和設備損壞。又如發生火（huǒ）災時，若供水壓力（lì）不足或或無水供應，不能（néng）迅速滅火，可能引起重大經濟損失和（hé）人（rén）員傷亡。所以（yǐ），某些用水區采（cǎi）用恒壓供水係（xì）統，具有（yǒu）較大的經濟和社會意義。

　　隨著電力技術的發展，變頻調速技（jì）術的日（rì）臻完善，以變頻（pín）調速為核心的智能供水控製係統取代了以往高位水（shuǐ）箱和壓力罐等供水設備，起動平穩，起動電流可限（xiàn）製在額定（dìng）電流以內，從而避免了起動時對電網的衝擊；由於泵的平均轉速降低了，從而（ér）可延長泵和閥門等東西的使用壽命；可以消除起動和停機時的水錘效應。其穩定安全的運（yùn）行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的（de）功能，將使供水實（shí）現節（jiē）水、節電、節省人力，最終達到高效率的運行目的。

　　二、恒壓供水的變頻應用方（fāng）式

　　通常在同一路供水係（xì）統中，設置（zhì）多台常用泵，供水量大時多台泵全開，供水量小（xiǎo）時開一台或兩台。在（zài）采用變頻調（diào）速進行恒壓供水時，就用兩種方式，其一是所有水泵配用一台變頻器；其二是每台水泵配用一台變頻（pín）器。後種方（fāng）法根（gēn）據壓力反饋信號，通過PID運算自動調整變頻器輸出頻率，改變電動機轉速，最終達到管網恒壓的（de）目的，就一（yī）個閉環回（huí）路，較簡單，但成本高。前種方法成本低，性能不比後種差（chà），但控（kòng）製程序較複雜，是未來的發展方向。

　　三、PID控製（zhì）原理

　　根據反饋原理：要想維（wéi）持一個物理量不變或基本不變，就應（yīng）該引這個物理量與恒值比較，形成（chéng）閉環係統（tǒng）。我（wǒ）們（men）要想（xiǎng）保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值（zhí）與給定值比較，從而形成閉環係統（tǒng）。但被控製（zhì）的係統特點是（shì）非線性、大慣性的係（xì）統，現（xiàn）在控製和PID相結合的方法，在（zài）壓力波動較大時使用模糊控製，以加快響應速度；在壓力範圍較小時采用PID來保持靜態精度。這通過PLC加智能（néng）儀表可時（shí）現該算法，同時對PLC的編程來時現泵的工（gōng）頻與變頻之間的切換。實踐（jiàn）證明，使用這種方法是可行的，而且造價也不（bú）高。

　　要想維持（chí）供水網的壓力不變，根據反饋定理在管網（wǎng）係統的管理（lǐ）上安裝了壓力變送器作為反饋元件，由（yóu）於供水係（xì）統管道長、管徑（jìng）大，管（guǎn）網的充壓都較慢，故係統是一個大滯後係統，不易直接采用PID調（diào）節（jiē）器進行控製，而（ér）采用PLC參與控製的方式來實現對控（kòng）製係統調節作用。

　　四、變頻控製原理

　　用變頻調速來實現（xiàn）恒壓供水，與用調節閥門來實現恒（héng）壓供水相比，節能效果十分顯著（可根據（jù）具體（tǐ）情況計算出來）。其優點是：

　　1、 起動平衡，起動電流可（kě）限（xiàn）製在額（é）定電流以內，從而避免了起動時對（duì）電網（wǎng）的衝（chōng）擊；

　　2、 由於泵的平均轉速（sù）降低了，從而可（kě）延長泵和閥門等的使用壽命；

　　3、 可以（yǐ）消除（chú）起動和停機時（shí）的水錘效應；

　　一般地說，當由一台變頻器（qì）控製一台電動機（jī）時，隻需使變頻（pín）器的配用電（diàn）動機容量與實際電動機容量相符即可。當一台變頻器同（tóng）時控製兩台電動機時，原則上變頻器的配用電動機容量應等於兩台電動機的容量之和。但（dàn）如（rú）在高峰負載時（shí）的用水量比兩台水泵全速供水量相差很多時，可考慮（lǜ）適當減小變頻器的容量，但應注意留有足（zú）夠的容（róng）量。

　　雖然水泵（bèng）在低速運行時，電動機的工（gōng）作（zuò）電流較小。但是，當用戶的用水量（liàng）變化頻（pín）繁時，電動機將（jiāng）處於頻繁的升、降速狀態，而升、降速（sù）的（de）電流可略超過電動機的額（é）定電流，導致電動機過熱。因此，電（diàn）動機的熱保護是必（bì）需的。對於（yú）這種由於頻（pín）繁地升、降速而積累起來的溫升，變頻器內的電子熱（rè）保護功能是難以起（qǐ）到（dào）保護作用的，所以應采（cǎi）用（yòng）熱繼電（diàn）器來進（jìn）行電動機的熱（rè）保護。

　　在主要功能預置方麵，最高頻（pín）率應（yīng）以電動機的額定頻率為變頻（pín）器（qì）的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調節（jiē）器的情況下，升、降速（sù）時間（jiān）應盡量（liàng）設定得短一些，以免影響由PID調節器決定的動態響應過程。如變頻器本身（shēn）具有PID調節功能時，隻（zhī）要（yào）在預置時設定PID功能有效（xiào），則所設定的升速（sù）和降速時間（jiān）將自動失效。

　　五、恒壓供水係統特點

　　1、 節電：優化的節能控製（zhì）軟（ruǎn）件，使水泵實現最大限（xiàn）度地節（jiē）能運（yùn）行；

　　2、 節水：根據實（shí）際用水情況（kuàng）設定管網壓力，自動控製水泵出水量，減少（shǎo）了水的跑、漏現象；

　　3、 運行可靠：由變頻器實現泵的軟起（qǐ）動，使水泵實現由工頻到變頻的無衝擊切換，防止管網衝擊、避免管網壓（yā）力超限，管道破裂（liè）。

　　4、 聯網功能：采用（yòng）全（quán）中文工控（kòng）組態軟件，實時監控（kòng）各個站點，如電機（jī）的電壓、電流、工作頻（pín）率（lǜ）、管網壓力（lì）及流量等。並且能夠累積每個站點的用電量，累（lèi）積每台泵的出水量，同時提供各種形式的打印報表，以便分析統計。

　　5、 控製靈活：分段供水，定時供水，手動選擇工作方式。

　　6、 自我保護功能完善：如某台泵出現故障（zhàng），主動向上位機發出報警信息，同時啟動備用泵，以維持供水平衡。萬一自控係統出現故障，用（yòng）戶可（kě）以直接操作手動係統，以保護供水。

　　六、係統應用範圍

　　1、 自來水廠、加（jiā）壓泵房

　　2、 居民生活區、賓館及其它建築（zhù）

　　3、 企業生產用水

　　4、 鍋爐循環水係統

　　5、 農田灌溉係統