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一體化給水設(shè)備自動化被遺忘的財富高地

  　在節(jié)能減排的新形勢下，高層建筑供水對于自動化產(chǎn)品提出了更高的要求。良好的質(zhì)量控制，使產(chǎn)品能夠高效穩(wěn)定的運行，為保證供水設(shè)備高效穩(wěn)定運行，一體化給水設(shè)備對控制系統(tǒng)的高可靠性要求，要求PLC支持多種冗余方式，能夠更好的提高系統(tǒng)的可靠性，提高水廠、污水廠的運行效率，為更嚴格的水質(zhì)達標提供保證。

 

一體化給水設(shè)備自動化產(chǎn)品的需求

　　節(jié)能減排作為當前水行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一，其工作的進展備受矚目。而一體化給水設(shè)備自動化與信息化技術(shù)作為水行業(yè)發(fā)展中的后助力量，保障著節(jié)能減排工作的有續(xù)進行。它將解決生產(chǎn)水、供水、排水處置及污水處置的過程控制與管理智能化，從而最大限度地減少水資源的浪費，基本實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，最大限度的讓水資源循環(huán)利用起來。

 

　　在新的形勢下，一體化給水設(shè)備對于自動化產(chǎn)品提出了更高的要求。良好的質(zhì)量控制，使產(chǎn)品能夠高效穩(wěn)定的運行，為保證水廠高效穩(wěn)定運行，一體化給水設(shè)備對控制系統(tǒng)的高可靠性要求，要求PLC支持多種冗余方式，能夠更好的提高系統(tǒng)的可靠性，提高水廠、污水廠的運行效率，為更嚴格的水質(zhì)達標提供保證。

 

　　為了降低系統(tǒng)的能耗、藥耗，要求系統(tǒng)具有豐富的控制算法，如過程控制算法、模糊控制等高級過程控制算法、變頻調(diào)節(jié)控制算法等，能夠集成電能管理、智能控制水泵。同時，具有靈活的開放性。就供水工程特點而言，在一個項目中可能包含多家供應(yīng)商的產(chǎn)品，要求電控系統(tǒng)具有強大的包容性，并符合IEC國際標準。

 

　　為了節(jié)省成本、減少系統(tǒng)維護的工作量，要求控制系統(tǒng)具有易用易維護的特點，要求所有模塊均支持帶電插拔、可通過SD存儲卡對系統(tǒng)程序進行升級、備份，背板上設(shè)計有防混銷以避免插錯模塊，獨特的接線端子設(shè)計，并提供預(yù)接線系統(tǒng)。因為水行業(yè)自動化專業(yè)人員相對較為匱乏，大部分技術(shù)人員主要從事工藝維護，因此希望自動化系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，既便出故障也只需簡單操作就能快速使系統(tǒng)恢復，最大程度的減少對連續(xù)供水或污水處理的影響。

 

　　自動化產(chǎn)品在一體化給水設(shè)備市場應(yīng)用非常廣泛，未來新建項目和改造項目都將帶動PLC、變頻器、各種儀表、SCADA等一系列自動化產(chǎn)品市場的增長。伴隨著供水行業(yè)自動化水平的不斷提高，行業(yè)對自動化監(jiān)控軟件的需求增長；同時隨著城鎮(zhèn)項目的增加，項目對系統(tǒng)要求相對較低，并且由于這樣的中小型項目成本受到一定限制，在未來城鎮(zhèn)項目中，中小型PLC應(yīng)用增加，本土品牌的變頻器應(yīng)用將會增加。

 

一體化給水設(shè)備說明

1、一體化供水設(shè)備

      控制技術(shù)基本說明變頻成套供水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)定一恒定壓力值如果管網(wǎng)壓力高于設(shè)定壓力值時壓力變送器將管網(wǎng)壓力反饋給變頻控制柜自來水可通過直供管路直接到達用戶管網(wǎng)對用戶進行供水。當市政管網(wǎng)壓力變化或用戶管網(wǎng)用水量變化使管壓力低于設(shè)定壓力時壓力變送器將管網(wǎng)壓力反饋給變頻控制柜中的PlD控制器通過PlD控制器調(diào)整變頻器的輸出頻率啟動水泵機組并調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速保持恒壓供水如果不能滿足供水要求時則控制柜將控制多臺工頻泵的啟停和變頻泵的轉(zhuǎn)速從而達到恒壓變量供水的要求。

 

配套緩沖罐的接力增壓設(shè)備與配套水源罐的接力增壓設(shè)備運行原理有一定差異，下面分別予以說明。

　　1、配套緩沖罐的設(shè)備

　　設(shè)備說明

　　成套設(shè)備一般由緩沖罐、水泵機組、氣壓罐控制柜及控制儀表組成，各部分說明如下：

　　a、緩沖罐：是接在設(shè)備入口處的氣壓罐，簡稱緩沖罐，給水運行時罐內(nèi)部分容積為壓縮空氣，靠壓縮空氣的貯能，對各種突變沖擊具有很好的減緩消除作用，同時對市政供水具有一定動態(tài)補償作用。

　　有2種不同結(jié)構(gòu)的緩沖罐，隔膜緩沖罐采用天然橡膠隔膜材料，因完全密閉更有利于保持水質(zhì)標準，普通鋼制緩沖罐內(nèi)壁涂有符合衛(wèi)生標準的防腐涂料，但補氣時會與外界空氣接觸。

　　緩沖罐即可串接使用，也可并接使用（進出水為同一管道，作為分支與市政管路相接

　　b、水泵機組：選用本公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可以適應(yīng)水源的較大范圍內(nèi)的壓力變化，不會產(chǎn)生過載現(xiàn)象。

　　c、氣壓罐：其作用與通常2次增壓供水設(shè)備中的氣壓罐相同，本系列標準產(chǎn)品采用的隔膜式微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設(shè)備的智能化自動節(jié)能控制。

　　d、變頻控制柜：可采用全變頻控制系統(tǒng)，即所有水泵均采用變頻調(diào)速拖動，也可采用部分變頻控制系統(tǒng)（樣本標準產(chǎn)品只有1臺泵為變頻調(diào)速拖動）。

　　e、旁通管路：如果市政供水平時能夠滿足水壓要求，僅在供水高峰時壓力不足，可加載旁通管路，可使市政下拉供水與增壓供水實現(xiàn)自動切換運行。

　　（1）當市政管網(wǎng)高壓時，設(shè)備處于停機狀態(tài)，市政水源過緩沖罐、旁通管路直接向用戶管網(wǎng)供水。

　?。?）當市政管網(wǎng)欠壓時，設(shè)備自動啟動，在原不水壓基礎(chǔ)上變頻調(diào)速增壓（恒壓）供水，由于是按“差多少，補多少”的原則增壓，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。運行過程中密閉的緩沖罐相當一段管路，新鮮衛(wèi)生的自來淼不斷流過水源罐，不會遭受外界污染。

　?。?）設(shè)備運行中，緩沖罐部分容積為壓縮空氣（其壓力與市政水壓相同），因而貯存了一定壓力勢能，靠此貯能可大大減緩各種沖擊對市政水源的影響，同時對市政供水具有動態(tài)的削峰補償作用。當市政服務(wù)壓力從P2降至P1時，緩沖罐提供的最大補償水量與緩沖罐總?cè)莘e關(guān)系為：

　　V＃＝（1-P1/P2）　V總＝KV總

　　V＃－供水高峰市政壓力從P2降至P1期間水源罐給出的補償水量（m3）

　　P1－市政供水高峰期最低壓力（絕對壓力）

　　P2－市政供水高峰期前的壓力（絕對壓力）

　　V總－水源罐的總?cè)莘e（m3）

　　例：供水高峰期，市政水源壓力從20mH2O降至mH2O，則在該期間水源罐給出的補償水量為V＃＝（1-15/30）　V總＝0.5V總（m3），占總?cè)莘e的50％。顯然這是一種切實有效的動態(tài)補償作用，如果所有用戶的增壓設(shè)備均具有這種補償作用，則總體上對市政供水可起到一定削峰填谷的效果，高峰期間管網(wǎng)服務(wù)壓力不至于下降得太低。

　　（4）緩沖罐上配有控制儀表，當市政管網(wǎng)壓力低于設(shè)定下限值時可自動停機（禁止運行），防止過度抽吸市政水源及防止抽水運行。

　　2、配套水源罐的設(shè)備

　　設(shè)備說明

　　成套設(shè)備一般由自動隔離閥（選購件）、水源罐（或承壓水池）、水泵機組、氣壓罐、變頻控制柜（含控制儀表）組成。各部分說明如下：

　　a、自動隔離閥或節(jié)流裝置（選購件）：用于隔離市政水源，可任意設(shè)定動作壓力，當市政水源壓力低于該值時，隔離裝置動作，切換到水源罐或承壓水池供水。也可考慮使用廉價的節(jié)流裝置代替隔離閥，限制最大進水流量，供水不足部分靠水源罐補償。

　　b、水源罐：給水運行時罐內(nèi)全部容積充滿了水，由于無壓縮空氣貯能，對各種沖擊的緩沖作用和對市政水源的動態(tài)補償效果不如緩沖罐。但當市政水源壓力太低，水源罐出水（供水）大于進水量時，罐內(nèi)貯水容積可全部用來補償市政水源的不足。

　　水源罐提供補償水量期間，靠真空抑制器使空氣自動進入罐體，可避免對高下管網(wǎng)造成負壓抽吸作用（即所謂無負壓無吸程）。

　　水源罐只能串接在進水管路中使用。

　　c、承壓水池：一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與水源罐工作原理相同，因其容積大，對市政供水具有很好的削峰填谷作用，適用于全國各地各種市政水源情況。當市政供水管網(wǎng)因故停水期間可由承壓水池提供一定時間的供水水源，適用于客戶要求高可靠供水的場合。

　　d、水泵機組：選用本公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可適應(yīng)市政水源的較大范圍內(nèi)的壓力變化，不會產(chǎn)生過載現(xiàn)象。

　　e、氣壓罐：其作用與通常2次增壓供水設(shè)備中的氣壓罐相同，標準產(chǎn)品設(shè)計中采用隔膜微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設(shè)備的智能化自動節(jié)能控制。

　　f、變頻控制柜：可選擇采用全變頻技術(shù)方案，即所有水泵均采用變頻拖動，也可采用部分變頻技術(shù)方案（只有一臺泵為變頻調(diào)速拖動）。

　　g、旁通管路：如果市政供水平時滿足水氣要求，僅在供水高峰時壓力不足，可加載旁通管路，使市政直接供水與增壓供水自動切換運行。

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2、一體化供水設(shè)備

      負壓消除技術(shù)基本說明 變頻成套供水設(shè)備采用微機變頻技術(shù)和有效的負壓處理技術(shù)實現(xiàn)疊壓供水.具體如下: 該無負壓變頻供水設(shè)備通過真空補償系統(tǒng)及全封閉結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了與自來水管網(wǎng)的直接串接并且克服了對管網(wǎng)的不良影響。該無負壓變頻供水設(shè)備通過管網(wǎng)壓力表、真空抑制器及穩(wěn)流補償器中的檢測裝置采集穩(wěn)流補償器內(nèi)的真空度及水位信號實時反饋通過微機控制真空抑制器及穩(wěn)流補償器中的特殊裝置動作抑制負壓產(chǎn)生保證該設(shè)備不對城市管網(wǎng)產(chǎn)生影響。 當市政管網(wǎng)停水時水泵機組仍可工作直到穩(wěn)流補償器中的壓力下降至電接點所設(shè)定的下限壓力后自動停機來水后自動開機。停電時水泵機組停止工作自來水可通過直通管路進入用戶管網(wǎng)。來電時機組自動開機恢復正常供水

 

一體化供水設(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、最大限度地發(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完全保持了市政水源的國家水質(zhì)衛(wèi)生標準從根本上避免了增壓系統(tǒng)造成的水質(zhì)標準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還徹底地取消了地面地下水池水箱完全杜絕了水箱溢流定期清洗造成的水源浪費。

4、運行噪聲低系列自動化供水設(shè)備產(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。 

5、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與目前市場所謂無負壓罐相比更具有實際意義并使控制系統(tǒng)得以簡化。 

6、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)進步而導致售后服務(wù)問題。 

7、該系列全自動供水設(shè)備產(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。 

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、復雜的運行控制和聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控要求。可為用戶開發(fā)配套監(jiān)控軟件。

 

一體化供水設(shè)備的組成

      一體化供水設(shè)備主要由變頻調(diào)速水泵機組、穩(wěn)流補償器、真空抑制器、壓力和流量傳感器、預(yù)壓自平衡器、控制柜、過濾器、倒流防止器等組成

 

一體化供水設(shè)備原理

      設(shè)備進水管與自來水管網(wǎng)直接相連，水在自來水管網(wǎng)剩余壓力驅(qū)動下壓入設(shè)備進水管，設(shè)備的加壓水泵在進水剩余壓力的基礎(chǔ)上繼續(xù)加壓，將供水壓力提高到用戶所需的壓力后向出水管網(wǎng)供水；當用戶用水量大于自來水管網(wǎng)供水量時，進水管網(wǎng)壓力下降，當設(shè)備進水口壓力降到絕對壓力小于0（或設(shè)定的管網(wǎng)保護壓力）時，設(shè)備中的負壓預(yù)防和控制裝置自動啟動工作，對設(shè)備運行狀態(tài)進行調(diào)整直至設(shè)備停機待命，確保進水管網(wǎng)壓力不再降低而對自來水管網(wǎng)造成不利影響；當自來水管網(wǎng)供水能力恢復，進水管網(wǎng)壓力恢復到保護壓力以上時，設(shè)備自動啟動，恢復正常供水；當自來水管網(wǎng)剩余壓力滿足用戶供水要求時，設(shè)備自動進入休眠狀態(tài)，由自來水管網(wǎng)直接向用戶供水，供水不足時設(shè)備自動恢復運行；當用戶不用水或用水量很小時，設(shè)備自動進入停機休眠狀態(tài)，由設(shè)在設(shè)備出水側(cè)的小流量穩(wěn)壓保壓罐維持用戶數(shù)量用水及管網(wǎng)漏水，用戶用水穩(wěn)壓保壓罐不能維持供水管網(wǎng)所需壓力時，設(shè)備自動喚醒，恢復正常運行。設(shè)備運行過程中充分利用自來水管網(wǎng)的剩余壓力，始終既不對自來水管網(wǎng)造成不利影響又最大限度的滿足用戶需求，降低供水能耗，實現(xiàn)供水系統(tǒng)最優(yōu)運行。