恒壓供水節能設備

　　變頻器恒壓供水工程

　　在供水（shuǐ）係統中，恒壓供水是指通過檢測管網壓力，在供水網係中用（yòng）水量發生變化時，而控製出口壓力保持在設定值不變的控製方式。一般使用水泵時，選用（yòng）的設備額定流量通（tōng）常都超過實際需（xū）要的流量，而實際用水過程中所需的流量會發生變化，如在樓（lóu）宇供水中，白（bái）天和夜晚的用水量變化很大，采用閥門來調節流量的（de）方式使用較為普遍（biàn）。雖然方法簡單，但這種方式實際上是通過人（rén）為增加阻力的（de）辦（bàn）法（fǎ）達到（dào）調節（jiē）的目的（de），這種節流調節方法浪費了大量的電能，同時設備的使（shǐ）用和維護成本較高。

　　一、變頻調速的特點及分析

　　用戶（hù）用水的多少是經常變動的，因此供水（shuǐ）不足或供水過剩的情況時有發生。而（ér）用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用（yòng）水多（duō）而供水少，則壓力低；用水少而（ér）供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間（jiān）保持平衡，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，從而提高了供水的質量。

　　恒壓供水係統對於某些工業（yè）或特殊用戶（hù）是（shì）非常重要的。例如（rú）在某些生產過程中，若自來水供水因故壓（yā）力不足或短時斷水，可能影響產品質量，嚴重時使產品報廢和設備損壞（huài）。又如發生火災時，若（ruò）供水壓力不足或或無水供（gòng）應，不能迅速滅火，可能引起（qǐ）重大經濟損（sǔn）失和人員傷亡。所（suǒ）以，某些用水區采（cǎi）用恒壓供水係統，具有較大的經濟和社會意義。

　　隨著電力技術的發展，變頻調速技術的日臻完善，以變頻調速為核心的（de）智能供水控製係統取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設備，起動平穩，起動電流可限製在額定電流以內，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，從而可延長泵和閥門等東西的（de）使（shǐ）用壽命；可以消（xiāo）除起動和停機時的水錘效應。其穩定安全的運行性能、簡單方便的操作方式、以（yǐ）及齊全周到（dào）的功能，將使（shǐ）供水實現節水、節電、節省人力，最終達到（dào）高效率的運行目（mù）的。

　　二、恒壓供水的變頻應用（yòng）方式

　　通常在同一路供水係統（tǒng）中，設（shè）置多台常用泵，供水量大時多台泵全開，供水量小時開一台或兩（liǎng）台。在采用變頻調速（sù）進行恒壓供（gòng）水時，就用兩種方式，其一是所有水泵配用一台變頻器；其（qí）二是每台水泵配用一台變頻器。後（hòu）種方法根據壓力反饋（kuì）信（xìn）號，通過PID運算自動（dòng）調整變頻器輸出頻率，改變（biàn）電動機轉速，最終達到管網恒壓的目的，就一個閉（bì）環回路，較簡單，但成本高。前種（zhǒng）方法成本低，性能不比後種差，但控製程序較複雜，是未來的發展方向。

　　三、PID控製原理

　　根據反饋原理：要想維持一個物理量不變或基本不變，就應該引（yǐn）這個物理量與恒值比（bǐ）較，形成閉環係統。我們要想（xiǎng）保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值（zhí）比較（jiào），從而形成閉環係統。但被控製（zhì）的係統特點是非線性、大（dà）慣性的係統，現在控製和PID相結合的方（fāng）法，在壓力波動較大時（shí）使用模糊（hú）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加智能儀表可時現該算法，同時對PLC的編程（chéng）來時現（xiàn）泵的工頻與變頻之（zhī）間的（de）切換。實踐證明，使用這種方法（fǎ）是可（kě）行的（de），而且造價也不（bú）高（gāo）。

　　要想（xiǎng）維（wéi）持供水網（wǎng）的壓力不變，根據反饋（kuì）定理在管網係統的管理上安裝了（le）壓力變送器作為反饋元件，由於供水係統管道長（zhǎng）、管徑大，管（guǎn）網的充壓都較（jiào）慢，故係統是（shì）一個大滯後係統（tǒng），不易直接采用PID調節器進行控製，而采用PLC參與控製的方式來（lái）實現（xiàn）對控製係統調節作用。

　　四、變頻控製（zhì）原理

　　用變頻調速（sù）來實現恒壓供水，與用調節閥門來（lái）實現恒（héng）壓供水相比，節能效果十分顯（xiǎn）著（zhe）（可根據具體情況計（jì）算出來）。其優點是：

　　1、 起動平衡，起動電流可限製在額定電流以內，從而避免了（le）起（qǐ）動（dòng）時對電網的衝（chōng）擊（jī）；

　　2、 由（yóu）於泵的平均轉（zhuǎn）速（sù）降低了（le），從而可延長（zhǎng）泵和閥門等的使用壽命；

　　3、 可以消除起動（dòng）和停機時的水錘效應；

　　一般地說，當由一台變頻器控製一台電動機時，隻需（xū）使變頻（pín）器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當一台變頻器同時控製兩台（tái）電動機時（shí），原則上變頻器的配用電動機容量應等於兩台電動機的（de）容（róng）量之和。但（dàn）如在高峰（fēng）負載時（shí）的（de）用水量比兩台水泵全速供水量相差很多時，可考（kǎo）慮適當減小變頻器的容（róng）量，但應注意留有足夠的容量。

　　雖然水泵在低速運行時（shí），電動機的工作（zuò）電流較小。但是，當用戶（hù）的用水量變化（huà）頻繁時，電動機（jī）將處（chù）於頻（pín）繁的升、降速狀態，而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流，導致（zhì）電（diàn）動（dòng）機過熱。因此，電動機的熱保護是必需的。對於這種由於頻繁地升（shēng）、降速而積累起來的溫升（shēng），變頻器內的電子熱保護功能是難以起到保護作用的，所以應采用熱（rè）繼電（diàn）器來進行電動機的熱保護。

　　在主要功能預（yù）置方麵，最高頻率應以（yǐ）電動機的額定（dìng）頻率為變頻器的最高工作頻率（lǜ）。升、降（jiàng）速時間在采用PID調節器的情況下，升、降速時間應盡量設定得短一些（xiē），以免影響由PID調節器決定的動（dòng）態響應過程。如變頻器（qì）本身具有PID調節功能時（shí），隻要在預（yù）置時設定PID功能有效，則所設定的升速和降速時間將自（zì）動失效。

　　五、恒壓供水係統特點（diǎn）

　　1、 節電：優化的節能控製軟件，使（shǐ）水泵實現最大限度地節能運行；

　　2、 節水：根據實際用水情況設定管網壓力，自動控製水泵出水量，減少了水的跑、漏（lòu）現象；

　　3、 運行可靠：由變頻器實（shí）現泵的軟起動，使水泵實現（xiàn）由工頻到變頻的無衝擊（jī）切換，防（fáng）止管網衝擊、避免管網壓力超限，管道破（pò）裂。

　　4、 聯網功能：采用全中文工控組態軟件，實（shí）時監（jiān）控各個站點，如電（diàn）機的電壓、電流、工（gōng）作頻率、管網壓（yā）力及流量等。並且能夠累積每個站點的用電量，累積（jī）每台泵的出水量，同時提供各種形式（shì）的打印報表，以便分（fèn）析統計。

　　5、 控製靈活：分段供水（shuǐ），定時供水，手（shǒu）動選擇工作方式。

　　6、 自我保護功（gōng）能完（wán）善：如某（mǒu）台泵出現故障，主動向（xiàng）上（shàng）位機發出報警信息，同時啟動（dòng）備用泵，以維持供水（shuǐ）平（píng）衡。萬一自控係統出現故（gù）障，用戶可以直接操作手動係（xì）統，以（yǐ）保護供水。

　　六、係統應用（yòng）範（fàn）圍

　　1、 自來水廠、加壓泵房（fáng）

　　2、 居民生活區、賓館及其它建築

　　3、 企業生產用水

　　4、 鍋爐循環水係統

　　5、 農田灌溉係統