一、概述
恒壓供水是指在供水網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時,出口壓力保持不變的供水方式。供水網(wǎng)系出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設施實現(xiàn)的。隨著變頻調速技術的日益成熟和廣泛應用,利用變頻器、PID調節(jié)器、單片機、PLC等器件的有機結合,構成控制系統(tǒng),調節(jié)水泵的輸出流量,實現(xiàn)恒壓供水。該技術已在供水行業(yè)普及。變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點:
1、節(jié)電:變頻恒壓供水系統(tǒng)的最顯著優(yōu)點就是節(jié)約電能,節(jié)能量通常在10-40%。從單臺水泵的節(jié)能來看,流量越小,節(jié)能量越大。
2、運行可靠:變頻恒壓供水系統(tǒng)實現(xiàn)了系統(tǒng)供水壓力穩(wěn)定,由變頻器實現(xiàn)泵的軟起動,使水泵實現(xiàn)由工頻到變頻的無沖擊切換,防止管網(wǎng)沖擊、避免管網(wǎng)壓力超限,管道破裂。
3、衛(wèi)生節(jié)水:根據(jù)實際用水情況設定管網(wǎng)壓力,自動控制水泵出水量,減少了水的跑、漏現(xiàn)象;系統(tǒng)實行閉環(huán)供水后,用戶的水全部由管道直接供給,取消了水塔、天面水池、氣壓罐等設施,避免了用水的“二次污染”,取消了水池定期清理的工作。
4、控制靈活:分段供水,定時供水,手動選擇工作方式。
5、自我保護功能完善:新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)具備了過流、過壓、欠壓、欠相、短路保護、瞬時停電保護、過載、失速保護、低液位保護、主泵定時輪換控制等功能,功能完善,全自動控制,自動運行,泵房不設崗位,只需派人定期檢查、保養(yǎng)如某臺泵出現(xiàn)故障,主動向上位機發(fā)出報警信息,同時啟動備用泵,以維持供水平衡。萬一自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障,用戶可以直接操作手動系統(tǒng),以保護供水。
6、延長設備壽命、保護電網(wǎng)穩(wěn)定:使用變頻器后,機泵的轉速不再是長期維持額定轉速運行,減少了機械磨損,降低了機泵故障率,而且主泵定時輪換控制功能自動定時輪換主泵運行,保證各泵磨損均勻且不銹死,延長了機泵使用壽命。變頻器的無級調速運行,實現(xiàn)了機泵軟啟動,避免了電機開停時的大電流對電機線圈和電網(wǎng)的沖擊,消除了水泵的水錘效應。
二、變頻恒壓供水系統(tǒng)組成
變頻恒壓供水系統(tǒng)通常是由水源、離心泵、壓力傳感器、PID調節(jié)器、變頻器、管網(wǎng)組成。工作流程是利用設置在管網(wǎng)上的壓力傳感器將管網(wǎng)系統(tǒng)內因用水量的變化引起的水壓變化,及時將信號(4-20mA或0-10V)反饋PID調節(jié)器,PID調節(jié)器對比設定控制壓力進行運算后給出相應的變頻指令,改變水泵的運行或轉速,使得管網(wǎng)的水壓與控制壓力一致。
用變頻器進行恒壓供水時有兩種方式,一種是一臺變頻器控制一臺水泵;另一種是一臺變頻器控制幾臺水泵。前種方法是根據(jù)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(wǎng)恒壓的目的,就一個閉環(huán)回路,較簡單。后種需要利用恒壓供水器PLC(如圖),當變頻器被投入自動運行時,1#泵電機接觸器首先被控制導通,變頻器輸出頻率上升,同時管網(wǎng)壓力信號逐漸增加,出水管網(wǎng)的壓力信號與恒壓供水器PLC管網(wǎng)壓力設定信號負反饋閉環(huán),當電機頻率上升到最高頻率,而管網(wǎng)壓力達不到設定要求時,變頻器立即控制工頻接通1#泵,使1#泵全速投入運行,同時變頻器經過時間延遲,對2#泵進行變頻控制。當管網(wǎng)壓力與設定壓力基本平衡時,變頻器控制當前變頻電機維持在一定的頻率,當水需求量減少,管網(wǎng)壓力逐漸升高,變頻器輸出頻率降低,當變頻器輸出頻率低至0HZ,而管網(wǎng)在一設定時間內還高于設定壓力,變頻器切斷當前變頻控制泵,轉而控制下一個原工頻控制泵,變頻器在水泵控制轉換過程中,逐漸輪換使用水泵,使每個水泵的利用率均等,增加系統(tǒng)可靠性。
恒壓供水控制系統(tǒng)框圖
三、系統(tǒng)應用范圍
1、 自來水廠、加壓泵房。
2、 高層建筑,城鄉(xiāng)居民小區(qū),企事業(yè)等生活用水。
3、 企業(yè)生產用水:各類工業(yè)需要恒壓控制的用水,冷卻水循環(huán),熱力網(wǎng)水 循環(huán),鍋爐循環(huán)水,鍋爐補水等。
4、 農田灌溉系統(tǒng)。
5、 中央空調系統(tǒng)。
6、 農田灌溉,污水處理,人造噴泉。