新一代無負(fù)壓智能化全自動增壓水箱

　一、概述

　　水是人類生命之源。隨著我國城市化進程的加速，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：

　?。ㄒ唬┕こ掏顿Y大

　　建水池、設(shè)水箱，占地面積大，施工周期長，工程總投資大。

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　　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、細菌及小動物極易進入水池、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能源

　　將自來水*放入水池或水箱，原有壓力全部變?yōu)榱?，再從零開始重新加壓給水，原有能量白白浪費，這種給水方式能耗大，設(shè)備運行成本高。

　?。ㄋ模┻\行不經(jīng)濟

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

　?。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)，后期維護也困難。

　?。┪飿I(yè)管理麻煩。

　　大型蓄水池清洗時費時費力，且清洗時用水受到影響，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，成功的解決了高層居民用水難的問題。它有如下獨到之處：

　　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，差多少補多少，自來水壓力能滿足負(fù)荷要求時，設(shè)備便停止工作。系統(tǒng)大部分時間在低頻率下運行，耗電較少，因此節(jié)能，可達到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，采用微機變頻軟啟動恒壓控制，水壓平穩(wěn)，水壓質(zhì)量好。

　　云南開遠箱式泵站一體化設(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，進一步節(jié)能；

　　4、對原有氣壓供水設(shè)備進行改造，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。

　箱式泵站一體化設(shè)備正式投向市場已有七、八年的時間。由于管網(wǎng)直接疊壓方式具有節(jié)能、節(jié)水、省地、省材的優(yōu)點，特別是因其減少或水體二次污染，保障水質(zhì)衛(wèi)生安全的特點，而深受業(yè)界﹑用戶的關(guān)注和市場的歡迎，進而推動了該項技術(shù)的進步和發(fā)展?？梢哉J(rèn)為該項技術(shù)已發(fā)展到了具有理論上的說服力和實踐證明力的較成熟階段。已經(jīng)有條件在較大范圍試用和推廣使用。推廣“直供水"技術(shù)和應(yīng)用“管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備"的主體應(yīng)該是管網(wǎng)一方，即城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)。因而，管網(wǎng)準(zhǔn)用條件是該項技術(shù)成果推廣應(yīng)用廣度和深度的決定性因素。而如何結(jié)合自己城市和供水系統(tǒng)的具體情況，制定出合理、規(guī)范、便于操作的“準(zhǔn)用條件"是應(yīng)該深入研究的課題。

   無負(fù)壓智能化全自動增壓水箱節(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 揚程

       2、控制電機功率 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、運行方式單泵或多泵自動切換

　　8、控制方式可編程和PID控制

　　9、過載能力 150% 60秒

　　10、保護功能 軟啟動、對過壓、缺相、變相、欠壓、斷路，瞬間停電，短路等均有自診顯示和保護功能。

無負(fù)壓智能化全自動增壓水箱范圍

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　　廣西賀州 恒壓變頻供水設(shè)備八大優(yōu)點：

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

　?。?）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：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。

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

　?。?）設(shè)計了全密閉的、兼有緩沖作用和動態(tài)補償作用的水源箱罐，與目前市場所謂相比，更具有實際意義，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)計制造經(jīng)驗，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)，不會因技術(shù)進步而導(dǎo)致售后服務(wù)問題。

　?。?）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)計中充分考慮了機、電、儀協(xié)調(diào)配合，具有欲速則不達的檢測監(jiān)視和簡單方便的人機交互功能。具有全面的故障保護功能和對策，變頻器故障保護時，自動降級運行（成為工頻自動給水設(shè)備），自動系統(tǒng)故障時，還可手動操作應(yīng)急備用，贏得維修時間。

　?。?）可按要求選配各種通訊接口、協(xié)議，從而可連接各種人機界面、監(jiān)控計算機，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)雜的運行控制和聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控要求?？蔀橛脩糸_發(fā)配套監(jiān)控軟件。

箱式泵站一體化裝置特點：1、供水品質(zhì)高：本設(shè)備采用水泵出口恒壓控制，無論系統(tǒng)用水量變化，均能使管道出口壓力保持恒定。2、運行可靠：該設(shè)備采用進口變頻調(diào)速器和國內(nèi)水泵，具有完善的保護功能和自動、手動轉(zhuǎn)換功能，使運行非?？煽?。3 該設(shè)備能根據(jù)用戶用水量的變化來調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使水泵始終工作在高效區(qū)，節(jié)電效果明顯，比恒速水泵可節(jié)電35％。4、操作簡單：本設(shè)備采用全自動控制，操作人員只需轉(zhuǎn)換電控柜開關(guān)，就可以實現(xiàn)用戶所需工況。5、占地少安裝方便：整套設(shè)備只需一組控制柜和人泵機組，安裝非常方便。6、延長水泵及電機的使用壽命：對多臺泵組均能可靠的實現(xiàn)軟啟動，并且輪流運轉(zhuǎn)，大大延長了水泵及電機的使用壽命。7、應(yīng)用范圍：可供流量5～5000噸／小時，揚程20～140米。

箱式泵站一體化設(shè)備范圍

　　箱式泵站一體化設(shè)備運行說明

　?。?）當(dāng)市政管網(wǎng)高壓時，設(shè)備處于停機狀態(tài)，市政水源通過水源罐、旁通管路直接向用戶管網(wǎng)供水。

　?。?）當(dāng)市政管網(wǎng)欠壓時，設(shè)備自動啟動，在原有水壓基礎(chǔ)上變頻調(diào)速增壓（恒壓）供水，由于按“差多少，補多少"原則增壓，所以在全流量范圍即滿足了用戶恒壓供水的需求，同時又實現(xiàn)了高效節(jié)能運行。運行過程中密閉的海洋法罐只相當(dāng)于一段管路，新鮮衛(wèi)生的自來水不斷流過水源罐（或承壓水池），不會遭受外界污染。

　?。?）市政水源因故停水且水源罐貯水也己消耗完，設(shè)備會自動停機（禁止運行）。水源正常后自動恢復(fù)運行

箱式泵站一體化設(shè)備適用范圍：

　　1、新建的住宅小區(qū)或辦公樓等生活用水。

　　2、低層自來水壓力不能滿足要求的消防用水。

　　3、改造原有的氣壓變頻給水設(shè)備 ，可以充分利用原有的氣壓罐。

　　4、已經(jīng)建好水池的，可以采用智能型管網(wǎng)接力升壓（無負(fù)壓）設(shè)備與水池共用的供水方式。

　　5、自來水廠的大型供水中間加壓泵站。

　　6、工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水等。

　　7、各種循環(huán)水系統(tǒng)

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箱式泵站組成
1、工作泵、常用單級或多級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)時間較長，為更節(jié)電時設(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）、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
　　◆高效節(jié)能：由電機學(xué)公式可知，系統(tǒng)電機功耗與電機轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，在水壓不變時，水泵出水量與電機轉(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，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，變頻恒壓供水實際使用中節(jié)電非?？捎^。
　　◆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)備的價格優(yōu)勢就越顯著。

箱式泵站的起動與停機

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

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，變頻器停止輸出。當(dāng)管網(wǎng)壓力小于下限設(shè)定時，再喚醒變頻器使之重新開始工作。

⒊實際系統(tǒng)的設(shè)計

⑴實際系統(tǒng)中應(yīng)考慮的其他因素

對于實際系統(tǒng)來說，四臺等容量的供水泵并不是特別合理。在選取水泵時，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比其他容量都小的。

同時，如果該系統(tǒng)是針對實際供水而設(shè)計的話，則應(yīng)該同時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，為了保證消防用水，就需停止水泵運行，這個高度就是消防水位。只有當(dāng)水池液面達到設(shè)定水位時才能恢復(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)污水池液面達到排污高度時，自動起動排污泵，排完污水后自動停止排污泵。

⑵管網(wǎng)水壓控制點的選擇

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

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

⑶抗干擾問題

為保證系統(tǒng)可靠運行，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/多點接地，數(shù)字地和模擬地分開等問題。

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

④模擬信號采樣后，采用中值數(shù)字濾波，增加抗*力。

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

⑥當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能自動聲光報警，可轉(zhuǎn)手動操作。

⑷故障時的問題

對整個系統(tǒng)來說，不僅需要實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和軟起動的功能，電機應(yīng)有過載、短路、過壓、缺相、欠壓、過熱等保護功能，對于供水管路出現(xiàn)的問題也應(yīng)該有所識別，在故障不嚴(yán)重的情況下應(yīng)能繼續(xù)運行，并對故障作出報警。對于調(diào)節(jié)池缺水的情況，可通過液深傳感器檢測，立刻停止水泵運行。當(dāng)水池水位達到運行水位時，自動恢復(fù)水泵運行。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，水泵運行會出現(xiàn)不出水或水壓達不到設(shè)定值的情況。在這種情況持續(xù)某個設(shè)定的時間之后，認(rèn)定為管網(wǎng)缺水，系統(tǒng)發(fā)出故障報警信號，并提示及時進行系統(tǒng)檢修。在運行過程中，若變頻器出現(xiàn)突然故障時，當(dāng)前運行的變頻泵應(yīng)自動切換至工頻狀態(tài)繼續(xù)運行，同時發(fā)出故障報警信號；若水泵電機出現(xiàn)故障，應(yīng)及時切除有故障的水泵并發(fā)出報警信號，同時將閑置的水泵投入系統(tǒng)中運行。綜上所述，采用自動化程度較高的變頻恒壓供水系統(tǒng)，不僅能夠地提高整個系統(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、功能強大的供水系統(tǒng)。

箱式泵站安裝使用及保養(yǎng)
1、生活恒壓變頻設(shè)備安裝應(yīng)選擇通風(fēng)良好、灰塵少、不潮濕的場地，環(huán)境濕度為-10℃－40℃。在室外應(yīng)設(shè)防雨，防雷等設(shè)施。
2、為方便設(shè)備安裝、保養(yǎng)、設(shè)備四周應(yīng)留70cm空間，人孔處應(yīng)保留1.5m空間，四周地面應(yīng)設(shè)排水溝。
3、生活恒壓變頻設(shè)備選定場地后，要處理好地基、在用砼澆注或用磚石砌筑罐體支承座。待基座*固化后，再吊裝罐體并放穩(wěn)，隨后安裝附件，接通電源。
4、在試車前，應(yīng)先關(guān)閉供水閥，檢查各密封閥情況，不允許有泄露現(xiàn)象，開車后，應(yīng)注意機泵轉(zhuǎn)向。當(dāng)壓力表指針到上*，機泵自動停止。打開供水閥，即可正常供水、如需定時供水，可把選擇開關(guān)扳到手動位置。
5、生活恒壓變頻設(shè)備泵機組應(yīng)經(jīng)常檢查，定期保養(yǎng)并加注潤滑油。離心泵和止回閥如發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象，應(yīng)及時緊固法蘭螺絲或更換石棉根，檢查機泵底腳螺栓不能松動，以防損壞機器。
6、電器自動控制系統(tǒng)，應(yīng)防水、防塵、經(jīng)常檢查線路絕緣情況，連接螺栓是否松動和保險絲完好等情況。壓力表外部最好用透明材料包裹，以防損壞。
7、罐體如發(fā)現(xiàn)漆皮脫落，應(yīng)及時涂漆保養(yǎng)，以延長使用壽命。