現(xiàn)代供水系統(tǒng)的初步探討
-----新型變頻器帶來的供水革命 市場日新月異,競爭風云突起.轉眼間,在中國剛剛起步的無負壓供水市場上,各個廠家把無負壓進行的如火如荼!從高位水塔到恒壓供水,從恒壓供水到無負壓供水,每一次變革都離不開我們各個廠家的科技工作者，市場人員和管理人員的辛勤汗水,在此對他們抱以我們深深的敬意!
在此，我對現(xiàn)代市場主流供水方式做一個簡單的探討,希望各位前輩老師能給予批評指導!
一、恒壓供水方式的成績與弊端。
恒壓供水絕對于高位水塔的優(yōu)越性，在中國市場上走的穩(wěn)健成熟。它帶來的是一種新的供水理念也是一種新的生活方式。它順應用戶的節(jié)電衛(wèi)生的呼聲，給中國的供水市場開了一個好頭。
我們在提倡恒壓供水的同時也不能忽略它固有的一些弊病：
從技術上講:恒壓供水系統(tǒng)的壓力設定值取決于傳感器的安裝位置,傳感器最理想的安裝位置是最遠端,把傳感器放在系統(tǒng)的末端是不可能的,往往傳感器安裝在水泵的出水口,所以被恒定的壓力值是水泵出水處的壓力值。
但是管路已經(jīng)鋪設完畢,管徑不可改變,所以恒壓供水實際在調節(jié)供水的流速,流速變化勢必要引起管路阻力的變化。當流量很小時,管路阻力很小,水泵揚程只需要稍微大于負載需求就可以滿足遠端配水點壓力要求。當流量很大時,管露水泵必須克服管露巨大的壓降管路,由于水泵出口壓力不變,遠端配水點壓力要求無法被保證。
現(xiàn)實中絕大多數(shù)恒壓供水系統(tǒng)采用最大流量時的水泵出口壓力作為PID調節(jié)器的給定值,導致在小流量時大量的能源浪費,而且存在管路損害的隱患.
恒壓供水的弊端在變壓力供水的系統(tǒng)中能夠得到很好的解決。
二．變壓力供水系統(tǒng)
變壓力供水系統(tǒng)是在恒壓力供水的一種改進，它的主要功能就是能將用戶管網(wǎng)中的水壓保持在最佳的狀態(tài)。這種改進的直接效果是整個供水系統(tǒng)更合理，更節(jié)能，給用戶帶來的是直接的經(jīng)濟效益，并且它能有效的延長供水系統(tǒng)設備的使用壽命。
變壓力供水系統(tǒng)根據(jù)供水流量的不同,來調節(jié)供水管道的壓力.從而達到更有效的節(jié)能和消除管路隱患的效果.
變壓力供水系統(tǒng)根據(jù)供水流量自動修正PID調節(jié)器的給定值,改變水泵出水壓力,節(jié)約大量能源,降低管件由于壓力過高產生的破壞。
三．消防壓力巡檢系統(tǒng)和消防第二壓力供水系統(tǒng)
現(xiàn)代生活住宅的特性對消防系統(tǒng)要求很高，如果獨立于生活供水系統(tǒng)再建一個新系統(tǒng)的話，那帶來的必將是成本的升高和系統(tǒng)的復雜。現(xiàn)在的新技術已經(jīng)能夠實現(xiàn)生活供水系統(tǒng)與消防第二壓力系統(tǒng)的統(tǒng)一。
消防水泵系統(tǒng)只有在火災發(fā)生時才運行，非火災情況下只進行定期短時間的巡檢運行，以檢驗水泵及其設備是否保持良好狀態(tài)，并不要求過高的供水壓力。
四．生活無負壓供水系統(tǒng)
近年來又一新型的供水系統(tǒng)——無負壓變頻供水，它是在變頻恒壓供水上發(fā)展起來的，它的先進之處在于供給用戶的水是通過一個密封的環(huán)境，所以避免了生活用水的二次污染，并且它實現(xiàn)了無池供水與變頻恒壓供水的結合，能夠達到比其他的供水方式更環(huán)保更節(jié)能的效果。無負壓供水最突出的優(yōu)點是這種供水方式健康衛(wèi)生，非常安全，而且節(jié)約投資。因為它可以直接實現(xiàn)與自來水管網(wǎng)串聯(lián)對接，不用建水池、設水箱，避免了飲用水在供水過程中的二次污染，充分體現(xiàn)了以人為本的理念，做到了真正的環(huán)保。這種方式充分利用自來水原有的壓力，可節(jié)電50％以上。不建水池水箱，不僅節(jié)省投資，而且從根本上杜絕了原有水池、水箱的滲、冒、滴、漏和跑水現(xiàn)象，可節(jié)水20％以上。采用無負壓供水設備，不用建泵房、水池、水箱和上水處理設備等，因此大大降低了工程造價，可節(jié)約投資60％以上。這種供水方式水壓穩(wěn)定，沒有污染，沒有鼠、蛇和雜物進入，使供水非常安全，而且水質好。該設備實現(xiàn)了電腦智能化，不做無用功，因此設備使用壽命長。同時，使用該設備可以實現(xiàn)停電不停水。
這種先進的供水方式，在國家和人民越來越重視飲用水健康問題的的今天，其市場前景將非常廣闊。
無負壓供水在國外是一成熟的供水方式,因為國外的市政管道是按用水高峰值設計的.雖然我國的市政管網(wǎng)也在不斷的完善,但是目前來講如果直接在市政管網(wǎng)上接泵抽水必將對市政管網(wǎng)產生影響.所以我國的供水條例上明文規(guī)定不準在市政管網(wǎng)上直接接泵抽水.
所以如果能抑制負壓的產生,那么我們就可以不違反條例規(guī)定又可以喝到干凈的水了.所以對真空的抑制在一套供水設備中就成了關鍵.
五、國內無負壓技術的發(fā)展
隨著無負壓概念發(fā)展的深入，越來越多的企業(yè)對無負壓技術進行了深入的研究，并取得了豐碩的成果。
在國內無負壓技術根據(jù)市場上現(xiàn)有稱無負壓的給水設備工作原理進行分析，其實現(xiàn)無負壓功能有以下幾種：
1.穩(wěn)流補償器和真空抑制器控制模式。
主要組成裝置：變頻調速水泵機組、穩(wěn)流補償器、真空抑制器、壓力和流量傳感器、預壓自平衡器、控制柜、過濾器、倒流防止器（可選）、消毒裝置（可選）、小流量保壓系統(tǒng)。
特點：該系統(tǒng)全封閉、自平衡，既能可靠地實現(xiàn)無負壓，又能充分利用穩(wěn)流補償器中的備用水，整個系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，對市政管網(wǎng)無不良影響，系統(tǒng)配置全為不銹鋼、銅等材質，壽命長，無污染。但缺點是整個系統(tǒng)制造和調試復雜，成本較高。
2.壓力控制式
主要組成裝置：變頻調速水泵機組、控制系統(tǒng)、儲水罐、防污隔斷閥、過濾器、電接點壓力表、壓力傳感器。特點：靠電接點壓力表實現(xiàn)無負壓功能，實現(xiàn)方法比較簡單，整套設備投資少、成本低。但是儲水罐往往就成為了擺設，當管網(wǎng)壓力降低到設定的停機壓力設備停機時，儲水罐中的水一點也未得到利用，人為地造成了水的沉積，形成二次污染，再次開機使用時會對用戶造成危害；另外用水量的變化會造成設備間歇的開機、停機，供水不穩(wěn)定，設備運行不穩(wěn)定，壽命短。
3.微型直接加壓式。
主要組成裝置：潛水泵、控制盒、壓力傳感裝置。
特點：該裝置實際是單臺泵直接管道加壓，只是增加壓力傳感器
實現(xiàn)恒壓和低壓停機，該裝置適用于來水量遠遠大于用水量的場合，成本低，不占地面空間，節(jié)省費用，全封閉無污染。但是無穩(wěn)流裝置，不能緩沖對市政管網(wǎng)的壓力影響，也不能有效杜絕對市政管網(wǎng)的回流污染，且無備用泵，維修時不方便，影響正常的供水。
此外，還有幾種方式，如膠囊式儲水器加呼吸閥式，增壓水箱式還有在管道中加泵抽水等設備，因其有明顯的局限性，在此不做評論
六．新型變頻器帶來的供水革命
新型供水專用變頻器＝普通變頻器+PLC，是集供水控制和供水管理一體化的系統(tǒng)。內置供水專用PID調節(jié)器，只需加上壓力傳感器，即可方便地組成供水閉環(huán)控制系統(tǒng)。
現(xiàn)在讓我們看看VLT7000在供水方面的優(yōu)秀表現(xiàn)：
VLT7000新型無負壓供水系統(tǒng)專用變頻器集成了無負壓供水系統(tǒng)各種專用硬件和軟件，使得供水系統(tǒng)的構成變的極為簡單，系統(tǒng)的穩(wěn)定性更可靠！
1、VLT7000在恒壓供水中的應用。
VLT7000內置多泵控制器，能有實現(xiàn)15中控制模式，可以不用可編程控制器（PLC）達到一控七的效果。如果是變頻泵控制可以達到一控四。而要做到這些，您不需要多加任何的硬件。
2、VLT7000在變壓供水系統(tǒng)中的應用
在設定了變壓力上限和變壓力下限后，VLT7000可以實現(xiàn)
根據(jù)運行水泵的數(shù)量改變供水壓力。您只需要設定以下參數(shù)：
設定參數(shù)417為虛擬管路特性曲線
設定參數(shù)418為生活變壓力給定下限
設定參數(shù)419為生活變壓力給定上限
設定參數(shù)735為消防變壓力給定上限
設定參數(shù)736為消防變壓力給定下限
3、VLT7000在消防第二壓力供水系統(tǒng)中的應用
設定參數(shù)305/306/307為該壓力切換信號和此功能擊活指令
設定參數(shù)735為第一供水壓力設定值
設定參數(shù)736為第二供水壓力設定值
不過要注意的是：當消防第二壓力供水系統(tǒng)擊活時，生活無負壓功能失效。
4、VLT7000在消防定時巡檢系統(tǒng)中的應用
參數(shù)700中15為消防定時巡檢功能
設定參數(shù)741為運行頻率
設定參數(shù)742為運行時間、
設定參數(shù)743為間隔時間
設定參數(shù)744為循環(huán)周期
設定參數(shù)745為循環(huán)周期以耗時間
5、VLT7000在生活無負壓供水系統(tǒng)中的應用
設定參數(shù)311作為泵前壓力反饋
設定參數(shù)418為給定供水壓力
設定參數(shù)730作為泵前壓力理想值
設定參數(shù)731作為泵前壓力安全值
6．VLT7000在無負壓供水系統(tǒng)中的工作原理：
當泵前壓力高于理想壓力時，PID正常工作，泵后壓力恒定；當泵前壓力低于理想壓力而高于安全壓力時，在50%-100%范圍內按比例自動調節(jié)PID的給定值，自動調節(jié)供水壓力；當泵前壓力低于安全壓力時，系統(tǒng)停止供水，輸出泵前壓力過低信號；當水泵啟動/停機時，忽略無負壓功能。當泵前壓力低于理想值LCP顯示警告信息。
七．新型新型變頻器功能成本分析
毫無疑問，VLT7000能夠滿足供水系統(tǒng)更高的控制要求。她能將各個供水系統(tǒng)輕松的集成在一起，可以隨意的根據(jù)客戶的要求，快速的調整系統(tǒng)的整體功能。從總體上講，VLT7000將各種功能整合在一起，它不光是通過硬件更重要的是它的軟件功能，用軟件來代替更多硬件的功能，這不僅在成本上更節(jié)省，在功能上更強大，在維護上也更方便。
以ABB公司最近推出的ACS510為例，水泵控制要求為一控四。控制方案: 方案一為由DANFOSS VLT7000構成的控制系統(tǒng)，新型無負壓供水專用變頻器不僅可以方便的夠建各個供水系統(tǒng)，而且在投資上更節(jié)省。
方案二為由ABB ACS510 夠建的供水控制系統(tǒng)，如果按要求的多泵控制，必須得加一個PLC，下面的計算按西門子PLC為計算依據(jù)。
由圖可以看出，用DANFOSS VLT7000的變頻器在構筑供水控制系統(tǒng)上的投資更少，可以節(jié)省投資：4KW為35%
5.5KW為25% 7.5KW為28%
方案一 方案二
Danfoss VLT7000 ＡＢＢＡＣＳ５１０
KW Price ＫＷ Price PLC(西門子) 合計
4 4050 4 4555 1700 6255
5.5 4810 5.5 4737 1700 6437
7.5 4979 7.5 5172 1700 6872 從供水系統(tǒng)的設計上講，VLT7000采用將硬件內置，將硬件軟件化的方式，使整個系統(tǒng)在設計上更方便，在整體性能上更穩(wěn)定，各部分協(xié)調性更好。
供水行業(yè)是個偉大且又平凡的行業(yè)，它的發(fā)展關乎我們的服務對象能夠享受更高質量的生活。我想我們供水行業(yè)的每位朋友每走一步都是扛著我們的責任前行：更環(huán)保，更節(jié)約，更高效！路漫漫其修遠兮，希望水行業(yè)在我們的共同努力下，越走越遠！
上海秀盈自動化設備有限公司
張亞飛
2005年8月30日
本文僅供參考，歡迎大家批評指正
zyf1123648@sohu.com
021-51601543
|
