恒壓（yā）供水節能設備

　　變頻器恒壓供水工程

　　在供水係統中，恒壓供水是指通過檢測管網壓力，在供水網係中用水量發（fā）生變化時，而控製出口壓（yā）力保持在設定值不變的控（kòng）製方式。一般使用水泵時，選用（yòng）的設備額定流量通常都超（chāo）過實（shí）際需要的流量，而實際用水過程中所需的流量會發生變化，如在樓宇供水（shuǐ）中，白天和夜晚的用水量變化很大，采用閥門來調節流量（liàng）的方式（shì）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（de），這種（zhǒng）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（běn）較高。

　　一、變頻調速的特點及分析

　　用戶用水的多少是經常變動的，因此供水不足或供水過剩的情況時（shí）有發生（shēng）。而用水和供水之間的不平衡集（jí）中反映在（zài）供水的壓力上，即用水多而（ér）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持（chí）平衡，即用水多（duō）時供水也多，用水少時供水也（yě）少（shǎo），從而提高了供水的質量。

　　恒壓供水係統對於某些工業或（huò）特殊用戶是非常重要（yào）的。例如（rú）在某些生（shēng）產過程中，若自來水供水因故壓力（lì）不足或短時斷（duàn）水，可能影響產品質量，嚴重時使產品報廢和設備損壞。又如發生火災（zāi）時，若供水壓力不足或或無水供應，不能迅速（sù）滅火，可能引起重大經濟損（sǔn）失和人員傷亡。所以，某些用（yòng）水區（qū）采用恒壓供水係統，具（jù）有較大的經濟和社會意義。

　　隨著電力技術的（de）發展，變頻調（diào）速技術的日臻完善，以（yǐ）變頻調速為核心的智能供水控製係統取代了以往高位水箱和壓力罐等（děng）供水設備，起（qǐ）動平穩，起動電流可限製（zhì）在額定電流以內（nèi），從而避免（miǎn）了（le）起動（dòng）時對（duì）電網的衝擊；由於泵的平均轉速降低了，從（cóng）而可延長泵（bèng）和（hé）閥門等東西（xī）的使用壽命；可以消除起動和停機時的水錘效（xiào）應。其穩定安全的（de）運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現節水、節電、節省人力，最終達到高效率的運行目的。

　　二、恒壓供水的變頻應用方式

　　通常在同一路供水係統中，設置多台常用泵，供水量大時（shí）多台（tái）泵全開（kāi），供水量小時（shí）開一（yī）台或兩台。在采用變頻（pín）調速進行（háng）恒壓供水（shuǐ）時，就用兩（liǎng）種方式，其一是所有水泵配用一台變頻器（qì）；其二是每台水泵配用一（yī）台變頻器。後（hòu）種方法根據壓力反（fǎn）饋信號，通過PID運算自動調整變頻器輸出頻率，改變電動（dòng）機轉速，最（zuì）終達到管網恒壓的目的，就一（yī）個閉環回路，較簡單，但成本高。前種方法成本低，性能不比後種差（chà），但控製程（chéng）序較複雜，是未來的發展方向。

　　三、PID控製原理

　　根（gēn）據反饋原（yuán）理：要想維持一個物（wù）理量不變或基本不變，就應該引這個物理量與恒值比較，形成閉（bì）環係統。我們要想保持水壓的恒定（dìng），因此就必須引入（rù）水壓反饋值（zhí）與給定值比較，從而（ér）形成閉環係統。但被控製的係統特點是非線性、大（dà）慣性的（de）係統，現在控製（zhì）和PID相結合的方法，在（zài）壓力波動（dòng）較大時使用模糊控製，以加快（kuài）響應速度；在（zài）壓力範圍（wéi）較小時采用PID來保持（chí）靜態（tài）精度（dù）。這通過PLC加智能儀（yí）表可時現（xiàn）該算法，同時（shí）對PLC的編程來時現（xiàn）泵的（de）工頻與變頻之間的切（qiē）換。實（shí）踐證明，使用這種方法是（shì）可行的，而且造價也不高。

　　要想維持供水網（wǎng）的壓力不變，根據反饋定理在管網係統的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件，由於供水係統（tǒng）管道長、管徑大，管網的充（chōng）壓都較（jiào）慢，故係統（tǒng）是一個大滯後係統，不易（yì）直接采用PID調節器進行控製，而（ér）采用（yòng）PLC參（cān）與控製的方式來實現對控製係統調節作用。

　　四、變頻（pín）控（kòng）製（zhì）原理

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

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

　　2、 由於泵的平均轉速降低（dī）了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命；

　　3、 可以消（xiāo）除起動和停機時的水錘效應；

　　一般地說，當由一台變頻器控製一台（tái）電動機時，隻（zhī）需使變頻器的配用電（diàn）動機容量與實際電動機容量相符（fú）即（jí）可。當一台變頻器同時控製兩台電（diàn）動（dòng）機時，原則上變頻器的配用電動機容量應等於（yú）兩台電動機的容量之和。但（dàn）如在高峰負（fù）載時的用水量比兩台水泵（bèng）全速供水（shuǐ）量相差很多時，可（kě）考慮適（shì）當減小變頻器的容量，但應注意留（liú）有足夠的容（róng）量。

　　雖然水泵在低速運行（háng）時，電（diàn）動機的工作電流較小。但是，當用戶的用水量變化頻繁時，電動機將處於（yú）頻繁的升、降速狀態，而升（shēng）、降速的電流（liú）可略超過電（diàn）動機的額定電流（liú），導致電動機過熱。因此，電動機的（de）熱保護是必需的。對於這種由於（yú）頻繁（fán）地升、降速而積累起來的溫升，變頻器內的（de）電子熱保（bǎo）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（jī）的熱保護。

　　在主要功能預置方麵，最高頻（pín）率應以電（diàn）動機的額（é）定頻率為變頻器（qì）的最高（gāo）工作頻率。升、降速時間在采用PID調節器的情況下，升、降速時間（jiān）應盡量設定得短一些，以免影響（xiǎng）由PID調節器決定的動態響應過程。如（rú）變頻器本身（shēn）具有（yǒu）PID調節功能時，隻要在預置時設定PID功能有效，則所（suǒ）設（shè）定的升速和降（jiàng）速（sù）時間將自動失效。

　　五、恒壓供水係統特點

　　1、 節電：優化的節（jiē）能控製軟件，使水泵（bèng）實現最大限度地節能運（yùn）行；

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

　　3、 運行可靠：由（yóu）變頻器實現泵（bèng）的軟起動（dòng），使水泵（bèng）實現（xiàn）由工（gōng）頻到變頻的無衝擊切換，防止管網衝擊、避免管網壓力（lì）超限，管道破裂。

　　4、 聯網功能：采用全（quán）中文工控組態軟（ruǎn）件，實時監控各（gè）個站（zhàn）點，如電機的電壓、電流、工作頻率、管網壓力及流量（liàng）等。並且能夠累積每（měi）個（gè）站點的用電量，累積每台（tái）泵的出水量，同時提供各種（zhǒng）形式的（de）打印報表，以便分析統計。

　　5、 控製靈活：分段供水，定時（shí）供水，手動選擇工作方式。

　　6、 自（zì）我保護功能完善：如某台泵出現故障，主動向上（shàng）位機發出報警信息（xī），同（tóng）時啟動（dòng）備用泵，以維持供水平衡（héng）。萬一自控係統出現故障，用戶可以直接操作手動係統，以保護供水。

　　六、係統應用範（fàn）圍

　　1、 自來水廠、加壓泵房

　　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（shuǐ）係統

　　5、 農田灌溉係（xì）統