恒壓供水節能設備

　　變（biàn）頻器恒壓供水工（gōng）程

　　在供水（shuǐ）係統（tǒng）中，恒壓供水是指通過檢測管（guǎn）網（wǎng）壓力，在（zài）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（shì）。一般使（shǐ）用水泵時，選用的設備額定流量通常都超（chāo）過實際需要的流量，而實際用水（shuǐ）過程中（zhōng）所需的流量會發生變化，如在樓宇供水中，白天和夜晚的用水量變化很大（dà），采用閥門來調節流量的方（fāng）式使用（yòng）較為普（pǔ）遍。雖然方（fāng）法簡（jiǎn）單，但這種方式實際上是通過人為增加阻力（lì）的辦法（fǎ）達到（dào）調節的目的，這種節流調節方法浪費了大量的電能，同（tóng）時設備的使用和維護成本較高。

　　一、變頻調速的特（tè）點及分析

　　用戶用水的多少是經常變動的，因此供水不（bú）足（zú）或（huò）供水過剩的情況時（shí）有發生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的（de）壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保（bǎo）持平（píng）衡，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，從而提高了（le）供水的質量。

　　恒壓供水係統對於某些工業或特殊用戶是非常重要的。例如在某些生產過程中，若自來水供（gòng）水因故壓力不足（zú）或短時斷水（shuǐ），可能影響產品質量，嚴（yán）重時使產品報廢和設備損壞。又如發生火災時，若供水壓力不足或或無水供應，不能迅速滅火，可能引起重大經濟（jì）損（sǔn）失（shī）和人員傷亡。所以（yǐ），某些用水區采用恒壓供水係統，具有較大（dà）的經濟和社會意義。

　　隨著電力技術的發展，變頻（pín）調速技術的日臻完善，以變頻調速（sù）為核心的智能供水控製係統（tǒng）取代了以往高位水箱和壓力罐（guàn）等供水設備，起動平穩，起（qǐ）動電流可限製在額定電流以內（nèi），從（cóng）而避免（miǎn）了（le）起動時對電網的衝擊；由於泵的平均轉速降低（dī）了，從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命；可以（yǐ）消除起動和停機時的水錘效應。其穩定安全的運行性能、簡（jiǎn）單方便的操作方（fāng）式、以及齊全周到的功能，將使供水實現節水、節電、節省人力，最終達（dá）到（dào）高效率的運行目的。

　　二、恒壓供（gòng）水的變頻應用方式

　　通常在同（tóng）一路供（gòng）水係統中，設置多台常用泵，供水量大時多台（tái）泵全開，供水量小時開一台或（huò）兩台。在采用變（biàn）頻調速進行恒壓供水時，就用兩種（zhǒng）方式，其（qí）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器。後種方法（fǎ）根據壓力反饋信號，通過PID運算自（zì）動調整變頻器（qì）輸出頻率，改變電動機轉速，最終達到管網恒壓的目的，就一個閉環回路（lù），較簡單，但成本高。前種方法成本低，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（jù）反饋原理：要想維持一個物理量不變或（huò）基本不變，就應該引這個物理量與（yǔ）恒值比（bǐ）較，形成閉環係統。我們要想保持水壓的恒定，因此就必須引入水（shuǐ）壓反饋（kuì）值與給定值比較，從而形成閉環係統。但被控製的係統特點是非線性、大慣性的係（xì）統，現在控製和PID相結合的方法，在壓力波動較大時使用（yòng）模糊控製，以加快響應速度；在壓力範圍較小時（shí）采（cǎi）用PID來保持靜態精度。這通過PLC加（jiā）智能儀表可時現該算法，同時對PLC的（de）編程來時現泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證（zhèng）明，使用這（zhè）種方法是可行的，而且（qiě）造價（jià）也不高。

　　要想維持供水網（wǎng）的壓（yā）力不變，根據反饋定理在管網係統的管（guǎn）理上安裝了壓力變（biàn）送器作為反饋元件，由於（yú）供水係統管道長、管徑大，管網的充壓都較慢，故係統是一（yī）個大滯後係統，不易直接采用PID調節器進行控製，而采用PLC參與控製的方式來實現對控製係統調節作用（yòng）。

　　四、變頻控製原理

　　用變頻調速來實現恒壓供水，與用調節閥門來（lái）實現（xiàn）恒（héng）壓供水相（xiàng）比，節能效果十分（fèn）顯（xiǎn）著（可根據（jù）具體情況計算出來（lái））。其優點（diǎn）是：

　　1、 起動平衡，起動電流可（kě）限製在（zài）額定電流以內，從而避免了起動時對電網的衝擊；

　　2、 由（yóu）於泵的平均轉速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命；

　　3、 可以消除起（qǐ）動和停機時的水錘效（xiào）應；

　　一般（bān）地說（shuō），當由一台變頻器控製一台（tái）電動機時（shí），隻需（xū）使變頻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（qì）同時控製兩台電動機時，原則上變頻器（qì）的配用電動機容量應等於兩台電動機的容量之和。但如在高峰負載時的用（yòng）水量比兩（liǎng）台水泵全速供水量相差很多時，可考慮適當減小變（biàn）頻器的容量，但應注意留（liú）有足夠（gòu）的容（róng）量。

　　雖然（rán）水（shuǐ）泵在（zài）低速運行時，電動機的（de）工作（zuò）電流較小。但是，當用戶的用水量變化頻繁時，電（diàn）動機（jī）將（jiāng）處於頻繁的升、降速狀（zhuàng）態，而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流，導致電動機過熱。因此，電動機的熱保護是必（bì）需的（de）。對於這種由於（yú）頻（pín）繁地（dì）升、降速而積累起來的溫升，變（biàn）頻器（qì）內的電子熱（rè）保護功能是難以起到保護作用的，所以應采用熱繼電器來進行電動機的（de）熱保護。

　　在主要功能預置方麵，最高（gāo）頻率應（yīng）以電動機的額定頻率為（wéi）變頻器的最高工作（zuò）頻率。升、降速時間在采（cǎi）用PID調節器的情況下，升、降速時間應盡量（liàng）設定（dìng）得（dé）短一些，以免影響由PID調節（jiē）器決（jué）定的動態（tài）響應過程。如變頻器本（běn）身（shēn）具有PID調節（jiē）功能時，隻要在預置（zhì）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（gòng）水（shuǐ）係統特點

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

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

　　3、 運行可（kě）靠：由變頻器實現泵（bèng）的軟起動，使水（shuǐ）泵實現由工頻到變頻的無（wú）衝擊切換，防止管（guǎn）網衝擊、避免管網壓力超限，管道破裂。

　　4、 聯網功能：采用全中文工控組（zǔ）態軟件，實時監（jiān）控各個站點，如電機的電壓、電流、工作（zuò）頻率、管網壓力及流量等。並且能夠累積每個站點的用電量，累積每台泵的出水量，同時提供各種形式的打印報表，以便分析（xī）統計。

　　5、 控製靈活：分段供水，定時供水，手動選擇（zé）工作方（fāng）式。

　　6、 自我保護功能完（wán）善：如（rú）某台泵出現故障，主動向上位機發出報警信息，同（tóng）時啟動備用泵，以維持供水平衡。萬一自控係統出現故障，用戶可（kě）以直（zhí）接操作手動係統，以保護供（gòng）水。

　　六、係統應用範圍

　　1、 自來水廠、加壓（yā）泵房

　　2、 居民生活區、賓館（guǎn）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（gài）係統