新一代給水箱式泵站

一、概述

　　水是人類生命之源。隨著我國城市化進(jìn)程的加速，城市規(guī)模的膨脹，居民小區(qū)不斷增加，高樓大廈鱗次櫛比，致使本來不堪重負(fù)的自來水管網(wǎng)更顯不足；很多城市在用水的高峰期樓房高層屢屢出現(xiàn)缺水的現(xiàn)象。目前解決該矛盾的辦法之一是：建水池或設(shè)水箱，通過水泵二次加壓保證供水，但是這種方法有如下顯而易見的缺點(diǎn)：

　　（一）工程投資大

　　建水池、設(shè)水箱，占地面積大，施工周期長，工程總投資大。

　?。ǘ┐嬖诙挝廴?/p>

　　原本純凈的自來水全部放入水池（或水箱）中，水池、水箱不是全封閉結(jié)構(gòu)，各種空氣中的粉塵、細(xì)菌及小動(dòng)物極易進(jìn)入水池、水箱，存在水源被污染的后患。并且自來水在水池、水箱中存留較長的時(shí)間，易變質(zhì)變味；雖然自來水中含有一定數(shù)量的余氯用于消毒，但是不能滿足水質(zhì)要求。被污染的水經(jīng)過加壓后供給用戶飲用，嚴(yán)重影響人體健康。

　?。ㄈ├速M(fèi)能源

　　將自來水*放入水池或水箱，原有壓力全部變?yōu)榱悖購牧汩_始重新加壓給水，原有能量白白浪費(fèi)，這種給水方式能耗大，設(shè)備運(yùn)行成本高。

　?。ㄋ模┻\(yùn)行不經(jīng)濟(jì)

　　管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備選型大，運(yùn)行中消耗電能較多，使用不經(jīng)濟(jì)。

　?。ㄎ澹┌惭b麻煩

　　修建水池、設(shè)置水箱，工程量大，工序較多，工藝也復(fù)雜，一旦出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象難以修復(fù)，后期維護(hù)也困難。

　?。┪飿I(yè)管理麻煩。

　　大型蓄水池清洗時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且清洗時(shí)用水受到影響，管理麻煩。

　　我公司研制開發(fā)了DWZG系列全自動(dòng)無負(fù)壓管網(wǎng)直聯(lián)式供水設(shè)備，克服了水池、水箱的諸多缺點(diǎn)，成功的解決了高層居民用水難的問題。它有如下獨(dú)到之處：

　　1、不用建水池或設(shè)水箱，與自來水管網(wǎng)直接連接，可以充分利用自來水管網(wǎng)原有壓力，差多少補(bǔ)多少，自來水壓力能滿足負(fù)荷要求時(shí)，設(shè)備便停止工作。系統(tǒng)大部分時(shí)間在低頻率下運(yùn)行，耗電較，可達(dá)到50％以上。

　　2、自來水經(jīng)設(shè)備加壓后直接供給用戶，全程密封運(yùn)行，水源不易受污染，供水質(zhì)量好，是環(huán)保型供水設(shè)備，采用微機(jī)變頻軟啟動(dòng)恒壓控制，水壓平穩(wěn)，水壓質(zhì)量好。

　　云南開遠(yuǎn)箱式泵站一體化設(shè)備應(yīng)用范圍

　　管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備適用于任何自來水壓力不足地區(qū)的加壓供水。

　　1、工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水及各種補(bǔ)水系統(tǒng)；

　　2、新建住宅小區(qū)或?qū)懽謽巧钣盟?/p>

　　3、已建好的水池，可以采用無負(fù)壓供水設(shè)備與水池共用的供水方式，進(jìn)一步節(jié)能；

　　4、對(duì)原有氣壓供水設(shè)備進(jìn)行改造，可以充分利用原有的氣壓罐；

　　5、各種循環(huán)系統(tǒng)，自來水廠的中間加壓泵站。

室外一體化箱式泵站工作原理1、當(dāng)檢測到自來水壓力能滿足用戶用水壓力時(shí)，系統(tǒng)直接通過市政管網(wǎng)給用戶供水。 2、當(dāng)檢測到自來水壓力低于用戶用水壓力時(shí)，系統(tǒng)通過疊加、變頻給用戶供水。 3、當(dāng)檢測到自來水壓力低且接近零時(shí)，切斷市政管網(wǎng)，進(jìn)水，系統(tǒng)通過水箱變頻方式給用戶供水。 4、為防止二次污染，定時(shí)通過水箱直接為用戶供水。

大梁莊農(nóng)村室外一體化箱式泵站在自來水有水的情況下充分利用自來水管網(wǎng)的原有壓力能源，在同樣供水需求的情況下，可以選用功率相對(duì)較小的水泵及控制設(shè)備，同時(shí)在自來水停水或者水壓不足的情況下切換水箱的水供水。

一體化箱式泵站組成1、組合式不銹鋼水箱（帶泵房）。2、智能化電氣控制系統(tǒng)。3、低噪音不銹鋼多級(jí)離心泵4、無負(fù)壓進(jìn)水裝置及防倒流裝置。5、不銹鋼成套管路。6、壓力、液位信號(hào)采集、反饋設(shè)施。

箱式泵站一體化設(shè)備節(jié)能

箱式泵站一體化設(shè)備技術(shù)指標(biāo)：

　　1、供水流量 0—1500 M3/H 揚(yáng)程

       2、控制電機(jī)功率 0.75---1500KW

　　3、供水戶數(shù) 10—10000戶

　　4、壓力控制范圍 0.15—1.6MPa

　　5、平均節(jié)電率 30—60%

　　6、控制原理正弦波PWM或空間矢量SVPWM

　　7、運(yùn)行方式單泵或多泵自動(dòng)切換

　　8、控制方式可編程和PID控制

　　9、過載能力 150% 60秒

　　10、保護(hù)功能 軟啟動(dòng)、對(duì)過壓、缺相、變相、欠壓、斷路，瞬間停電，短路等均有自診顯示和保護(hù)功能。

箱式泵站組成
1、工作泵、常用單級(jí)或多級(jí)臥式或立式清水離心泵。
2、小泵和小氣壓罐：在小流量甚至零流量持續(xù)時(shí)間較長，為更節(jié)電時(shí)設(shè)置。
3、變頻控制柜：變頻控制柜是箱式泵站的核心部分，一般由供貨廠家按水泵功率配套供應(yīng)。
4、附件：主要包括連接管道，以及閥門、止回閥、安全閥（有小氣壓罐時(shí)）、壓力表、壓力繼電器和底座等。一般組裝式設(shè)備由廠家組裝好供貨。

箱式泵站主要特點(diǎn)
　　◆高效節(jié)能：由電機(jī)學(xué)公式可知，系統(tǒng)電機(jī)功耗與電機(jī)轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，在水壓不變時(shí)，水泵出水量與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。本設(shè)備采用恒壓量工作方式，當(dāng)用水量減小時(shí)，系統(tǒng)保持管網(wǎng)恒壓，通過降低水泵轉(zhuǎn)數(shù)來減少供水量，耗電量按立方特性降低。例如，供水量為額定值的80％，電機(jī)能耗為額定值的51.2％［（0.83）］節(jié)電量為48.8％，通常選用水泵流量比實(shí)際用水量大20-30％；而且高峰低谷用水量差額相當(dāng)大，變頻恒壓供水實(shí)際使用中節(jié)電非常可觀。
　　◆減少污染，因取消了水塔，高位水箱，減少了二次污染。
　　◆設(shè)備投資省占地面積小
　　本系統(tǒng)與其它供水方式比較，由于主要設(shè)備只是控制柜及水泵（穩(wěn)壓罐自選），節(jié)省了大量的設(shè)備占地面積，從而大幅度節(jié)省了土建投資，而且就設(shè)備本身投資而言，供水量越大，采用變頻恒壓供水設(shè)備的價(jià)格優(yōu)勢就越顯著。

箱式泵站的起動(dòng)與停機(jī)

在水泵出口母管處裝設(shè)壓力變送器和流量變送器，將壓力和流量信號(hào)送入控制器，控制器將接收到的信號(hào)進(jìn)行比較、運(yùn)算，并發(fā)出指令，對(duì)變頻器進(jìn)行控制。如果檢測得管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不起動(dòng)，當(dāng)管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)起動(dòng)。

休眠控制：

在夜間用水量非常少的情況下，為了節(jié)能，可以設(shè)置可以使水泵暫停工作的休眠狀態(tài)。在管網(wǎng)壓力允許的條件下，當(dāng)變頻器輸出頻率低于某下限頻率時(shí)，變頻器停止輸出。當(dāng)管網(wǎng)壓力小于下限設(shè)定時(shí)，再喚醒變頻器使之重新開始工作。

⒊實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

⑴實(shí)際系統(tǒng)中應(yīng)考慮的其他因素

對(duì)于實(shí)際系統(tǒng)來說，四臺(tái)等容量的供水泵并不是特別合理。在選取水泵時(shí)，應(yīng)考慮在幾乎所有工況下都能使工作中的水泵處于高效率工作區(qū)間，因此，在夜間或需水量非常少的工況下工作的水泵可選一個(gè)比其他容量都小的。

同時(shí)，如果該系統(tǒng)是針對(duì)實(shí)際供水而設(shè)計(jì)的話，則應(yīng)該同時(shí)考慮樓宇泵房中所需要的另兩種泵：深井泵與污水泵，顯然那樣的話系統(tǒng)會(huì)比現(xiàn)在的復(fù)雜一些。

主要由于絕大多數(shù)城市都不允許直接從市政管網(wǎng)吸水，因此采用變頻調(diào)速恒壓供水方式時(shí)仍然需要設(shè)置調(diào)節(jié)水池。在調(diào)節(jié)池中應(yīng)安裝液深傳感器以檢測液面高度。當(dāng)水池液面下降到一定高度時(shí)，為了保證消防用水，就需停止水泵運(yùn)行，這個(gè)高度就是消防水位。只有當(dāng)水池液面達(dá)到設(shè)定水位時(shí)才能恢復(fù)正常供水。

污水泵控制：一般泵房都漏水，因此有集污池。在集污池中安裝液位控制器，當(dāng)污水池液面達(dá)到排污高度時(shí)，自動(dòng)起動(dòng)排污泵，排完污水后自動(dòng)停止排污泵。

⑵管網(wǎng)水壓控制點(diǎn)的選擇

在本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，為了減少成本及增加可靠性而采用了泵口恒壓方式，只能對(duì)由水量變化而引起的水泵剩余揚(yáng)程進(jìn)行監(jiān)控，它不包含管網(wǎng)阻力下降而產(chǎn)生的剩余揚(yáng)程；若采用最不利點(diǎn)恒壓控制方法，則水泵的調(diào)速幅度同時(shí)決定于上述兩個(gè)變化因素，使水泵調(diào)速后的。

揚(yáng)程與管網(wǎng)阻力特性曲線更好地符合，以獲得最佳的節(jié)能效果。在實(shí)際工程中，較現(xiàn)實(shí)的做法是在條件允許的情況下，盡可能將壓力控制點(diǎn)靠近最不利點(diǎn)。

⑶抗干擾問題

為保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，在電氣連接上應(yīng)注意采取抗干擾措施：

①交流電源側(cè)可采用RC低通濾波，以防止來自電網(wǎng)的干擾。部件的直流電源輸入端跨接電容濾波。

②處理好一點(diǎn)/多點(diǎn)接地，數(shù)字地和模擬地分開等問題。

③信號(hào)線選用帶屏蔽的雙絞線、電源線與信號(hào)線不平行布設(shè)，弱電強(qiáng)電分開。

④模擬信號(hào)采樣后，采用中值數(shù)字濾波，增加抗*力。

⑤在硬件設(shè)計(jì)中，增加看門狗電路；軟件設(shè)計(jì)中采取了指令冗余，軟件陷阱等保護(hù)措施。

⑥當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)聲光報(bào)警，可轉(zhuǎn)手動(dòng)操作。

⑷故障時(shí)的問題

對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說，不僅需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和軟起動(dòng)的功能，電機(jī)應(yīng)有過載、短路、過壓、缺相、欠壓、過熱等保護(hù)功能，對(duì)于供水管路出現(xiàn)的問題也應(yīng)該有所識(shí)別，在故障不嚴(yán)重的情況下應(yīng)能繼續(xù)運(yùn)行，并對(duì)故障作出報(bào)警。對(duì)于調(diào)節(jié)池缺水的情況，可通過液深傳感器檢測，立刻停止水泵運(yùn)行。當(dāng)水池水位達(dá)到運(yùn)行水位時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)水泵運(yùn)行。在管網(wǎng)出現(xiàn)漏水問題及管道閥門損壞、不出水、少出水問題時(shí)，水泵運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)不出水或水壓達(dá)不到設(shè)定值的情況。在這種情況持續(xù)某個(gè)設(shè)定的時(shí)間之后，認(rèn)定為管網(wǎng)缺水，系統(tǒng)發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，并提示及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)檢修。在運(yùn)行過程中，若變頻器出現(xiàn)突然故障時(shí)，當(dāng)前運(yùn)行的變頻泵應(yīng)自動(dòng)切換至工頻狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)；若水泵電機(jī)出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)切除有故障的水泵并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將閑置的水泵投入系統(tǒng)中運(yùn)行。綜上所述，采用自動(dòng)化程度較高的變頻恒壓供水系統(tǒng)，地提高整個(gè)系統(tǒng)效率、延長系統(tǒng)壽命、節(jié)約能源，而且靈活性較好，能構(gòu)成復(fù)雜的、功能強(qiáng)大的供水系統(tǒng)。

恒壓變頻供水設(shè)備八大優(yōu)點(diǎn)：

　　( 1）高效節(jié)能：充分利用市政水源本身具有的壓力熱能，差多少補(bǔ)多少，切實(shí)有效地發(fā)揮了變頻調(diào)速的節(jié)能效果。

　　（2）潔凈衛(wèi)生：構(gòu)成連續(xù)密閉的增壓供水方式，*保持了市政水源的國家水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，從根本上避免了增壓系統(tǒng)造成的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)降低和各種水源污染問題。

　　（3）杜絕浪費(fèi)：不僅淘汰了高位水箱，還*地取消了地面（地下）水池水箱，*杜絕了水箱溢流，定期清洗造成的水源浪費(fèi)。

　　（4）運(yùn)行噪聲低：無塔供水器設(shè)備系列產(chǎn)品采用全變頻調(diào)整方案時(shí)，大部分時(shí)間特別在夜間處于低噪聲運(yùn)行工況。

　?。?）設(shè)計(jì)了全密閉的、兼有緩沖作用和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償作用的水源箱罐，與目前市場所謂相比，更具有實(shí)際意義，并使控制系統(tǒng)得以簡化。

　?。?）該系列產(chǎn)品控制系統(tǒng)充分總結(jié)了本公司及國內(nèi)外變頻給水設(shè)備的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，采用規(guī)范通用的控制系統(tǒng)技術(shù)方案，可換用任意廠商的變頻器、調(diào)節(jié)器、PLC和其他元器件，調(diào)試維修特別方便，為產(chǎn)品的終身售后服務(wù)奠定了良好基礎(chǔ)，不會(huì)因技術(shù)進(jìn)步而導(dǎo)致售后服務(wù)問題。

　　（7）無塔供水器設(shè)備該系列產(chǎn)品控制系統(tǒng)具有較高智能性，設(shè)計(jì)中充分考慮了機(jī)、電、儀協(xié)調(diào)配合，具有欲速則不達(dá)的檢測監(jiān)視和簡單方便的人機(jī)交互功能。具有全面的故障保護(hù)功能和對(duì)策，變頻器故障保護(hù)時(shí)，自動(dòng)降級(jí)運(yùn)行（成為工頻自動(dòng)給水設(shè)備），自動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)，還可手動(dòng)操作應(yīng)急備用，贏得維修時(shí)間。

　　（8）可按要求選配各種通訊接口、協(xié)議，從而可連接各種人機(jī)界面、監(jiān)控計(jì)算機(jī)，可與各種控制網(wǎng)絡(luò)，通信網(wǎng)絡(luò)相接，適用于特殊、復(fù)雜的運(yùn)行控制和聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控要求。可為用戶開發(fā)配套監(jiān)控軟件。

相關(guān)原理

箱式無負(fù)壓供水設(shè)備的變頻泵以一定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，利用自來水原有的壓力實(shí)現(xiàn)疊加能確保用戶所需的壓力和壓力恒定設(shè)備投入使用，自來水管網(wǎng)的水進(jìn)入穩(wěn)流調(diào)節(jié)罐，罐內(nèi)空氣通過真空消除器自動(dòng)排除，待水充滿后，真空消除器自動(dòng)關(guān)閉

當(dāng)自來水管網(wǎng)壓力能夠滿足用水要求時(shí)，系統(tǒng)由旁通止回閥向用水管網(wǎng)直接供水，水泵不工作，充分利用了自來水管網(wǎng)原有壓力當(dāng)用水管網(wǎng)用水量不斷增加，自來水管網(wǎng)壓力不能滿足用水要求時(shí)，系統(tǒng)壓力信號(hào)由遠(yuǎn)傳壓力表反饋給變頻控制器，水泵開始運(yùn)行，并且根據(jù)用水量的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速恒壓供水。一旦箱式無負(fù)壓供水設(shè)備水泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到工頻轉(zhuǎn)速時(shí)，則會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)另一臺(tái)水泵變頻運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)了“差多少、補(bǔ)多少"的功能水泵供水時(shí)，若水泵流量小于自來水給水管網(wǎng)的流量，則系統(tǒng)保持正常供水；用水高峰時(shí)，若水泵流量大于自來水給水管網(wǎng)的流量，穩(wěn)流調(diào)節(jié)罐內(nèi)的水作為補(bǔ)充水源仍能保持一定時(shí)段的正常供水，此時(shí)空氣經(jīng)真空消除器進(jìn)入罐內(nèi)，破壞了罐內(nèi)的真空形成，確保自來水給水管網(wǎng)不產(chǎn)生負(fù)壓;用水高峰過后，系統(tǒng)又恢復(fù)正常供水狀態(tài)。

相關(guān)范圍

1.適用地域范圍：適用于有水池的高層建筑、賓館、學(xué)校、城鎮(zhèn)居民小區(qū)、企事業(yè)單位、新農(nóng)村建設(shè)農(nóng)村的生活用水及城市管網(wǎng)壓力較充足的地區(qū)加壓給水

2.適用工程類型：工廠、工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水、農(nóng)業(yè)排灌站、自來水廠的大型給水中間加壓泵站

3.適用工程部位：生產(chǎn)、生活中的冷卻水、循環(huán)水的加壓、給水二次加壓系統(tǒng)

4.其它適用范圍：新建、改建、擴(kuò)建住宅樓、辦公樓、賓館、飯店等公共建筑生活用水

5.使用單位類型：設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位

相關(guān)特點(diǎn)

1、衛(wèi)生無污染

變頻給水設(shè)備為全密封結(jié)構(gòu)，細(xì)菌和粉塵不會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)；避免了藻類的滋生，防止了水源二次污染及供水水質(zhì)污染問題，用戶使用的是符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的自來水。

2、節(jié)能，運(yùn)行成本低，保護(hù)功能齊全

可充分利用市政管網(wǎng)供水壓力，差多小，補(bǔ)多少，不產(chǎn)生負(fù)壓，與傳統(tǒng)水池（水箱）式變頻供水設(shè)備相比可節(jié)能30%~70%，具有的過載、短路、過壓、欠壓、缺相、過流、短路、水源缺水等自動(dòng)保護(hù)功能。在異常情況下能進(jìn)行信號(hào)報(bào)警、自檢、故障判斷等.

3、疊壓運(yùn)行，節(jié)省費(fèi)用

系統(tǒng)保證管道恒壓是根據(jù)用水量的變化調(diào)整投入臺(tái)套數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)速度，用水量大時(shí)投入功率大，用水量小時(shí)投入功率小。小用水量時(shí)（如夜間）系統(tǒng)由小功率泵變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)一直在率點(diǎn)運(yùn)行。因而大大降低了運(yùn)行費(fèi)用。可節(jié)約能源60%以上.

4、延長設(shè)備的使用壽命

對(duì)泵組均能可靠的實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，使電網(wǎng)和管網(wǎng)免沖擊，并且輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，大大延長了水泵及電機(jī)的使用壽命。設(shè)備壽命比傳統(tǒng)水池（水箱）變頻供水設(shè)備大大提高.

5、雙模式供水

具有水池（水箱）式變頻供水設(shè)備和無負(fù)壓管網(wǎng)疊壓變頻供水設(shè)備兩種模式供水，可根據(jù)自來水進(jìn)水壓力及流量自動(dòng)切換，此種運(yùn)行方式不但避免了市政管網(wǎng)負(fù)壓的產(chǎn)生,并且保證了供水的連續(xù)性,這個(gè)功能是通用型無負(fù)壓供水設(shè)備無法做到的。