恒壓供水節能設備

　　變頻（pín）器（qì）恒壓供水工（gōng）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（zhōng）用水量（liàng）發生變化時，而控製出口壓力保持在設定（dìng）值不變的控製方式。一般使用水泵（bèng）時，選用的設備額定流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會發生變化，如在樓（lóu）宇供（gòng）水中，白天和夜晚的用水量變化很大（dà），采用閥門來（lái）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，這種節流調節方法浪費了大量的電能，同時設備的使用和維護成本較高（gāo）。

　　一、變頻調速的（de）特點及分析

　　用戶用（yòng）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有（yǒu）發生（shēng）。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水（shuǐ）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（jiān）保（bǎo）持平衡，即用水多時供水也多（duō），用水少時供水也少，從（cóng）而提高了供水的質（zhì）量。

　　恒壓供水係統對於某些（xiē）工業或特（tè）殊用戶是非常重要的。例如在某些生產過程中，若（ruò）自來水（shuǐ）供水因故壓力不足或（huò）短時斷水，可能影響產品質（zhì）量，嚴重時使（shǐ）產品報廢和設備（bèi）損壞。又如發生火災時，若供（gòng）水壓力不足或（huò）或無水供應，不能迅速滅（miè）火，可能（néng）引起重大經濟損失和人員傷亡（wáng）。所以，某些用水區采用（yòng）恒壓（yā）供水係統，具（jù）有較大的經濟和社會意義。

　　隨（suí）著電力（lì）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智能供（gòng）水控製係統取代了以（yǐ）往（wǎng）高位水箱和（hé）壓力罐等供水設備，起動平穩，起動電流可（kě）限製（zhì）在（zài）額定電（diàn）流以內（nèi），從而避免了起動時對電網的衝（chōng）擊；由於泵的平均轉速降低了（le），從而可延（yán）長泵和閥門等東西的使用壽命（mìng）；可以消除起動和（hé）停機時的水錘效應（yīng）。其穩定安（ān）全（quán）的（de）運行性能、簡單方（fāng）便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現節（jiē）水、節電、節省人力，最終達到高效率的（de）運行目的。

　　二、恒壓供水的變頻應用方式

　　通常在同一路供（gòng）水係統中，設置多台常用泵，供水量大時多台泵（bèng）全開，供水量小時開一台或兩台。在采用變頻調速進（jìn）行恒壓供水時，就用兩種方式，其一是（shì）所有水泵配（pèi）用一台變頻器；其二是每台水泵配用一台變頻器。後種（zhǒng）方（fāng）法根據壓力反饋信號，通過PID運算自（zì）動（dòng）調整變頻器輸出頻率，改變（biàn）電動機轉速，最終達到管（guǎn）網恒壓的目的，就一個閉環回路，較簡（jiǎn）單，但成本高。前種方法成本低，性（xìng）能不比後種差，但控製程序較複雜，是未來的發展（zhǎn）方向。

　　三、PID控製原理

　　根據反饋原（yuán）理（lǐ）：要想維持一個物理量不變或基本不變，就應該引這個物（wù）理量與恒值（zhí）比較，形成閉環係（xì）統。我（wǒ）們（men）要想保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環係統。但被控製的（de）係統特點是非線性、大慣性的係統，現在控製和PID相（xiàng）結合的方法，在壓力波動較（jiào）大時使用模糊控製，以加快響應速度；在壓力範（fàn）圍較小（xiǎo）時采用PID來保持（chí）靜態精度。這通過PLC加智能儀表（biǎo）可時現該算法，同時對（duì）PLC的編程來時（shí）現泵的（de）工頻與變頻之間的切換。實踐證明，使用這種方法是可（kě）行的，而且造價也不高（gāo）。

　　要想維持（chí）供水網的壓力不（bú）變，根據反饋（kuì）定理在管網（wǎng）係（xì）統的管理上安裝了壓（yā）力變送器作為反饋（kuì）元件，由於供水係統管道長、管徑（jìng）大，管網的充（chōng）壓都較慢，故係統是一個大滯後係統，不易直（zhí）接采（cǎi）用PID調節器進（jìn）行控製，而采用PLC參與控製的方式來實現對控製係統（tǒng）調節作用。

　　四、變頻控製原理

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

　　1、 起動平衡，起動電流可限（xiàn）製在額定電流以內，從而避免（miǎn）了起動時對電網的（de）衝擊；

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

　　3、 可以消除起動和停機時的水錘效（xiào）應；

　　一般（bān）地說，當由一台（tái）變頻器控製一（yī）台電動機時，隻需使變頻器的配用電動機容量與（yǔ）實際電動機容量相符即可。當一台變（biàn）頻器同時控製兩（liǎng）台電動機時，原（yuán）則上變頻器（qì）的配用電動機容量應等於兩（liǎng）台電動機的容量之和。但如在高峰負載時的用水量比兩（liǎng）台（tái）水泵全速供水量相差很多時，可考慮適當減小變頻器的容量，但應注意留有足夠的容量。

　　雖然水泵在低速運行時，電動機的工作電流較小。但是，當（dāng）用戶的用水量變化頻繁時，電動機將處於頻（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）電動機過熱。因此，電動機的熱保護是必需的。對於這種由於頻繁地（dì）升、降速而積累起來（lái）的溫升，變頻器內的電子熱保護（hù）功能是難以（yǐ）起到保護作用的，所以應采用熱繼（jì）電器來進行（háng）電動機的熱保護。

　　在主要功能預置方麵，最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻（pín）器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調節器的（de）情況下（xià），升、降速時間應盡量設定得短一些，以免影響由PID調（diào）節器決（jué）定的動態（tài）響應過（guò）程。如變頻（pín）器本身具（jù）有（yǒu）PID調節功（gōng）能時，隻要在預置時設定PID功能有效，則（zé）所設定的升速和降（jiàng）速時間將自動失效。

　　五、恒壓供水係統（tǒng）特點

　　1、 節電（diàn）：優（yōu）化的節（jiē）能控製軟件，使水泵實現（xiàn）最大限度地節能運行；

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

　　3、 運行可靠：由變頻器實（shí）現泵的軟起動，使水泵實現由工頻到變頻（pín）的無衝擊切換，防止管網衝擊、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，實時監控各個（gè）站點，如電機的電壓、電流、工作頻（pín）率、管網壓（yā）力及流量等。並且能夠累積每個站點的用電量，累積每台泵的出水量，同時提供各種形式的打（dǎ）印報表，以便分析統計（jì）。

　　5、 控製靈活（huó）：分段（duàn）供水，定時供水（shuǐ），手動選擇工作方（fāng）式。

　　6、 自我保護功能完善：如某台泵出現故障，主動向上位機發出報（bào）警信息，同時（shí）啟動備用泵，以（yǐ）維持（chí）供水平衡。萬一自控（kòng）係統出現故障，用戶可以直接操作手動（dòng）係統，以保（bǎo）護供水。

　　六、係（xì）統應用範圍

　　1、 自來水（shuǐ）廠、加壓泵房

　　2、 居民生活區、賓館及其它建築

　　3、 企業（yè）生產用水

　　4、 鍋爐循環水係統（tǒng）

　　5、 農田灌溉（gài）係統