時間：2023-06-05 09:55:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變頻供水設備，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
隨著變頻調速技術的發展和人們對生活飲用水品質要求的不斷提高，變頻供水設備已廣泛應用于多層住宅小區生活及高層建筑生活消防供水系統。變頻調速供水設備一般具有設備投資少，系統運行穩定可靠，占地面積小，節電節水，自動化程度高，操作控制方便等特點。但在實際應用中若選型及控制不當，不但達不到節能目的，反而"費電"。以下結合我們多年來的實踐經驗，對幾種變頻供水設備的應用及其控制方法進行介紹，供同行及用戶在設計、改造、選型時參考。
1.普通循環軟啟動變頻供水設備
該類型設備在實際應用中較多，系統由水泵機組、循環軟啟動變頻柜、壓力儀表、管路系統等構成。變頻柜由變頻調速器，PLC(或變頻控制器)，低壓電器等構成。系統一般選擇同型號水泵2～4臺，以3臺泵為例，系統的工作情況如下：
平時1臺泵變頻供水，當1臺泵供水不足時，先開的泵轉為工頻運行，變頻柜再軟啟動第2臺泵，若流量還不夠，第2臺泵轉為工頻運行，變頻柜再軟啟動第3臺泵。若用水量減少，按啟泵順序依次停止工頻泵，直到最后1臺泵變頻恒壓供水。
另外系統具有定時換泵功能，若某臺泵連續運行超過設定切換時間(一般設為1~2天)，變頻柜可自動停止該泵切換到下一臺泵繼續變頻運行。換泵時間由程序設定，可按要求隨時調整。這樣可均衡各泵的運行時間，延長整體泵組的壽命。
為達到更好的節能目的，多功能變頻控制器設有雙恒壓接口，系統可實現雙恒壓供水功能。
該系統一般適用于規模較小的多層住宅小區(如300戶以內)或其它小規模用水系統，水泵功率一般不超過7.5kW。另外也適用于小流量用水時間很短或用水量變化不大的其它場合，如循環水系統。
2.帶小流量泵的循環軟啟動變頻供水設備
當變頻供水系統在小流量或零流量的情況下，比如在夜間用水低谷時，系統內的用水量很小，此時水泵在低流量下運行，會造成水泵效率大大降低，不能達到節能的目的，水泵功率越大用電越多。例如對300～1000戶的多層住宅小區或600戶左右的小高層住宅樓群(12層以內)的生活用水系統，生活主泵功率一般在15kW左右，系統的零流量頻率f0一般為25～35Hz，故在夜間小流量時，采用主泵變頻供水效率較低。
這就涉及供水系統在小流量或零流量時的節電問題，一般可以采取4種方案：①變頻主泵+工頻輔泵；②變頻主泵+工頻輔泵+氣壓罐；③變頻主泵+氣壓罐；④變頻主泵+變頻輔泵+氣壓罐［2］。從節能、投資角度看第4種方案更為適宜，該方案即在原變頻主泵基礎上，再配備1～2臺小泵專用在夜間或平時小流量時變頻供水，一般選擇小泵流量為3～6m3/h，居民區戶數越多，流量可適當選擇大些。小泵功率一般為1.5～3kW，小泵的揚程按主泵揚程或略低于主泵揚程即可。
變頻柜采用PLC控制，程序采用模塊化設計，系統控制流程見圖1。平時系統運行于主泵循環軟啟動變頻供水模式，系統用水量減小時，主泵頻率逐漸降低，當頻率低于小流量頻率時，PID調節器發出低頻切換信號，延時后，系統自動進入小泵變頻供水模式。當用水量增大，小泵流量不能滿足系統需要時，PID調節器發出滿頻信號，延時后，系統自動返回主泵循環軟啟動變頻供水模式。為達到更好的節能效果，系統也可實現雙恒壓供水功能。
以鄭州某單位住宅小區變頻供水系統為例，生活主泵配QDG30?20×3立式多級泵2臺，單臺Q=30m3/h，H=60m，N=11kW，小泵配QDL4.8-8×6立式多級泵1臺，Q=4.8m3/h，H=48m，N=1.5kW。在用水非高峰時，主泵運行小流量頻率平均為30Hz，電流為6.5A，采用小泵時小流量頻率平均為35Hz，電流為2.5A，按每天小流量運行時間15h計算，每年可節電3800kW·h。
3.全流量高效變頻供水設備
對比較大的生活小區和高層建筑的生活用水，若單配主泵機組和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差別較大，當流量調節范圍在QL～1/3Qm時，水泵的運行效率仍很低，導致水泵運行不經濟，浪費電能。并且流量在大于或接近QL時還會出現頻繁的換泵操作。為實現在全流量范圍內水泵始終能高效率運行，這就有必要再增加一種中流量水泵，流量可選為1/3Qm～1/2QM。特殊情況下還可增加2種中流量水泵。這樣整體水泵流量選擇呈階梯狀，從而使得設備在任何流量段運行時均處于水泵的高效率段，更加節能。
變頻柜控制核心由PLC和多功能PID調節儀構成，以三種泵配置為例，系統的控制流程見圖2。系統也可實現雙恒壓供水功能，中泵和小泵變頻時低恒壓供水，主泵變頻時高恒壓供水。
4.深水井變頻供水設備
目前深水井潛水泵采用變頻調速控制的也非常廣泛，主要是因為不需再建水塔，設備占地小，建設周期短，水質無二次污染，水泵軟啟動軟停車，故障率低，大修周期延長，壽命提高。但對夜間也要求供水的系統(一般居民生活用水都有要求)，仍存在夜間小流量"費電"問題。一般潛水泵功率較大，小流量頻率fL一般在28Hz以上。如30kW的潛水泵，小流量頻率按30Hz計算，每天夜間近6h內約有50kW·h電能"浪費"，一年就是18000kW·h!這還未計入白天小流量時的用電。
為解決小流量耗電問題，可增配1臺直徑600～1200的囊式氣壓罐，一般氣壓罐可直接安裝在泵房。根據氣壓罐的調節容量合理設置小流量頻率fL。變頻柜控制核心仍為PLC和多功能PID調節儀，當系統用水量變小，運行頻率降至小流量頻率fL時，系統進入小流量變頻穩壓狀態，同時PLC自動計算潛水泵啟動次數，若小時啟動次數D≥12次，系統則回到潛水泵變頻恒壓供水狀態。系統的程序見圖3。
5.生活消防合用變頻供水設備
對多層建筑，《建筑設計防火規范》GBJ16-87第8.1.2條規定"消防給水宜與生產、生活給水管道合用"。但對高層建筑，《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95第7.4.1條規定"室內消防給水系統應與生活、生產給水系統分開獨立設置"。而12層以內小高層建筑(特別是住宅樓群)，生活消防壓力差別不大，若管材選用適當或消防管路采取防倒流措施，在采用變頻設備及電源可靠條件下，建議高規適當放寬要求應允許生活消防合用供水設備。同時有以下優點：
(1)生活消防泵組定時輪換運行，不會因消防泵長期不用或管理不善而使水泵銹死，機組時刻處在工作狀態。
(2)生活泵組和消防泵組合用，基本節省一套消防泵組，且便于設備管理和維護。
(3)設備自動化程度高，供水穩定可靠，且水質無二次污染。
(4)水泵軟啟動軟停車，無沖擊和超壓危害。
系統可按循環軟啟動變頻設備或帶小流量泵的循環軟啟動變頻供水設備選型，主泵流量按生活、消防兩者最大的來選擇，并留有1臺備用泵，揚程一般按消防設計壓力選擇。另外還應注意的有以下幾點：
(1)應設消防接口，如有消防報警系統應設24VDC無源啟停接口。
(2)應有消防時確保消防用水的技術措施，如在生活總管上安裝電磁閥，消防時關閉生活用水。
(3)應設水位接口，消防低水位報警，并關閉生活用水。
(4)應有雙恒壓功能，即平時低恒壓生活供水，消防時自動轉入高恒壓消防供水。
(5)消防時應限制退泵操作，以防止壓力不穩。
6.消防變頻恒壓穩壓供水設備
多層建筑消火栓或自動噴水滅火系統采用消防主泵變頻供水設備時，可不再設穩壓小泵，由主泵變頻運行來保壓。若消防管網室外部分較大，可增加調節容量100L左右的穩壓罐即可。設備的主要功能如下。
6.1 主泵變頻穩壓功能
平時無消防時，設備處于變頻穩壓工作狀態，由電接點壓力表采集管網水壓信號，當管網水壓低于穩壓下限時，消防泵變頻運行，向消防管網補水，當管網水壓達到穩壓上限時，消防泵軟停止。
6.2 自動換泵功能
消防主泵具有周期輪換穩壓運行功能，換泵周期由變頻柜程序設定，一般設定為24~48h。若設備檢測到穩壓主泵故障時，立即切換到另一臺主泵穩壓運行，并報警顯示。
6.3 自動巡檢功能
設備具有定期強制自動巡檢功能或隨時手動巡檢功能，以防水泵長期不運轉而"銹死"。巡檢周期和單泵巡檢運行時間可調。若水泵故障，設備可自動報警并記憶。
6.4 自動消防恒壓供水
設備接到消防信號，立即進入消防主泵恒壓供水狀態。變頻柜具有循環軟啟動功能，若一臺泵故障或流量不夠，可自動變頻啟動另一臺泵。消防信號解除，立即恢復至平時消防高穩壓供水狀態。
6.5 智能消防功能
因火災或管網漏水嚴重，在無消防信號情況下，設備自動進入消防高恒壓供水狀態并報警，防止真正火災發生時水泵頻繁啟停，水壓時高時低不穩，影響滅火用水。
該類消防設備安裝相對集中，配置簡易，系統自動化程度高，減少了平時管理要分散保養、維護、檢查的工作量。鄭州某市場采用了2套消防變頻恒壓穩壓供水設備，均未設穩壓小泵和高位水箱，從一年多的運行情況看，使用效果非常理想。
7.結語
【關鍵詞】 疊壓供水 無負壓供水 分類 工作原理 選用
疊壓供水設備是最近幾年逐步得到推廣和應用的新型供水設備。在高層建筑供水和自來水公司二次加壓供水中得到了廣泛應用。通過其特點及應用范圍與傳統的低位水池（水箱）供水方式進行比較，疊壓供水設備具有具有全封閉、無污染、不對周圍用戶產生影響、節能、占地少、安裝快捷、運行可靠、維護方便等優點，值得大力推廣。
疊壓供水設備按貯存水形式分為四種類別，分別為罐式疊壓供水設備、管中泵式疊壓供水設備、箱式疊壓供水設備、高位調蓄式疊壓供水設備。本文重點介紹這種設備的工作原理、系統構成及其特點，為供城鎮供水設計單位和供水企業選用提供參考。
一.罐式疊壓供水設備
1、工作原理
當供水管網壓力及供水量滿足疊壓供水設計要求且供水管網進水壓力大于用戶最不利用水點所需壓力時，疊壓供水設備不運行，由供水管網通過機組直接向用戶供水。當出水點壓力傳感器檢測到用水管網供水壓力低于用戶最不利用水點所需壓力時，變頻控制柜控制一臺變頻泵啟動，并隨用戶最不利用水點所需壓力的變化調整變頻泵的頻率，以維持變頻泵出口壓力滿足設計供水壓力值。當變頻泵的頻率達到最高頻率且延時運轉 2 秒（可調）后，變頻泵出口壓力仍小于設計供水壓力值時，變頻泵自動切換至工頻運行方式，另一臺變頻泵開始變頻運行。當變頻泵以最低頻率運轉一段時間，變頻泵出口壓力值仍能達到設計供水壓力上限值時，變頻泵自動停止運行。整套變頻泵組自動輪換變頻運行且互為備用，當任一臺變頻泵發生故障時備用泵自動投入運行。
穩流罐可在進水量不足對用戶管網補水，同時在小流量工況下向用戶供水，部分公司產品的穩流罐還具有穩定水泵進口壓力的作用。
2、系統組成及特點
主要由穩流罐、變頻調速泵組、變頻控制柜、管道閥門及儀表組成，是疊壓供水設備的基本形式。
特點是設備全密封運行，不與空氣接觸，杜絕二次污染，保證用水的良好水質，占地面積較小。
3、選用場合
適用于供水流量充足，但壓力不能滿足用戶水壓要求的場所；對生活用水衛生要求較高的場所。
二.管中泵式疊壓供水設備
1、工作原理
（1）本變頻水泵組采用壓力檢知控制方式，依用戶用水量需要起動，一臺或者多臺泵組供水并保持管線恒定壓力。
（2）本供水系統共有頻供水泵組3臺，須能順序交替運轉，以出水管之出水壓力控制泵組之起動/停止及運轉，以避免水錘效應。
（3）系統一臺以變頻變速方式驅動運轉，另兩臺為直接全載元轉，工作情形說明如下：
A、本系統激活時先以變頻器驅動一臺泵組至全載運轉，其轉速受PLC內含之PID控制，維持設定之壓力。
B、當用水量增加，無法滿足系統所設定之壓力時，直接全在啟動下一臺泵組運轉至滿足系統所設定之壓力。（系統會根據用水量的大小以單臺或多臺并聯運轉，以達恒壓的要求）
C、當用水量減少，系統壓力超出系統所設定之壓力時，泵組以后開先關之原則依序停止直接全載運轉之泵組至滿足系統所設定之壓力。
D、僅剩一臺變頻運轉至泵組時，當用水量再減少，系統判定無用水時，會停轉變頻運轉只泵組。
（4）特色交替運轉功能：
A、遇系統最后一臺泵組停止運轉后，系統再次激活時，會交替至下一臺泵組激活運轉。
B、若系統持續運轉達24小時，系統會待僅剩一臺變頻驅動運轉之運轉時，方停止其運轉并交替下一泵組作變頻驅動運轉。
C、若運轉中遇馬達或變頻器故障跳脫，系統會交替至下一臺泵組激活運轉。
D、系統有自動偵測各泵組在運轉中是否失效之功能，若該臺泵組失效，系統會交替至下一臺泵組激活運轉。
E、無水斷電保護：不須加裝浮球及液位控制，系統會自動偵測管路，若有缺水造成系統供水功能失效，系統停轉并停止輸出。
2、系統組成及特點
管中泵疊壓供水設備主要由無負壓穩流罐、物聯網設備、真空抑制器、管中泵組、壓力傳感器、真空壓力表、變頻控制柜、管件和閥門組成。
特點是全封閉、無污染、無噪音、占地量小、安裝便捷、運行可靠、維護方便等。
3、選用場合
適用于供水流量充足但壓力不能滿足用戶水壓要求的場所；站房面積小的場所；對防噪聲有較高要求的場所；對生活用水衛生要求較高的場所。
三.箱式疊壓供水設備
1、 工作原理
該設備設置一套增壓泵組，市政管網的水與水箱的水同時匯合至穩流罐中，當市政管網壓力充足時，從市政管網取水向用戶供水；當市政管網供水量不足，壓力趨向市政最低服務壓力時，流量控制器開始工作，確保管網壓力始終維持在最低服務壓力以上。同時為最大化的滿足用戶的用水，此時，位于水箱出水口的智能增壓裝置開始工作，將水箱零壓力的水增壓到與市政管網相同的壓力，并將水提升至穩流罐中。水泵從穩流罐中取水向用戶管道供水。
2、系統組成及特點
主要由穩流罐、低位水箱、變頻調速泵組、增壓裝置、變頻控制柜、管道閥門儀表組成。
特點是節能、環保、配置獨特，供水安全性高，適用范圍廣等。
3、選用場合
適用于供水保證率要求高的用戶；適用于短時停水、壓力過低的場所。
四、高位調蓄式疊壓供水設備
1、 工作原理
用戶的管網壓力依靠高位水箱的靜壓維持，用戶用水來自于高位水箱在用水高峰時段用戶的用水量變化較大，因為屬于靜壓給水所以用水在恒定的壓力下快速得到供給，相對變頻供水需要通過調整泵的轉速來維持管網壓力這種下行上給的供水方式，該設備對管網的壓力波動影響小。隨著用戶不斷用水，高位水箱的液位會下降，當液位達到補給液位時，水泵將進入工作狀態向高位水箱供水，一直到高位水箱儲水量達到停泵液位。低位設備沿承疊壓供水的優點，由市政供水管網直接供給，采用流量控制器防止設備對市政管網壓力造成負面影響，維持市政壓力在最低服務值以上。
2、系統組成及特點
主要由穩流罐、流量控制器、高位水箱、工頻或變頻調速泵組、控制柜、管道閥門及儀表組成。
特點是控制系統先進；全過程節能；壓力恒定；安全性高、占地面積??；針對性強等。
3、選用場合
適用于有瞬時大流量用水工況的用戶；用水壓力要求穩定的場所；當供水管道、設備電源、設備機械等故障可利用高位水箱保持正常供水并且壓力穩定的場所。
隨著疊壓供水設備使用的范圍越來越廣和給水安全性要求的不斷提高，疊壓供水設備不斷進行著相應的技術改造和產品換代升級。了解各種疊壓供水設備工作原理及選用場合，有利于設計人員根據供水設備設置的場所、用水要求、市政給水等條件合理選用相應的疊壓供水設備。
參考文獻
1、106SS109管網疊壓供水設備選用與安裝
2、GB50015-2003建筑給水排水設計規范 2009年版
3、CJJ140-2010 二次供水工程技術規程
4、CECS221-2012 疊壓供水技術規程
5、GB/T24912-2010罐式疊壓給水設備
6、GB/T24603-2009 箱式疊壓給水設備
【關鍵詞】變頻器；恒壓供水；無極調速；離心泵
中圖分類號：TP29文獻標識碼：A文章編號：
隨著新型電子器件和變頻調速控制技術的快速發展，傳統的方法是采用水塔、高水位箱、浮球進行控制，當池內滿水時自動關閉進水，這種供水方式越來越不適應城市規?；l展的需求，采用變頻恒壓供水系統對水泵電機進行調速，結合實際工控，按照樓層高度，用戶用水量需求，在變頻器中設定其壓力值，變頻器就會通過管網壓力傳感器自動檢測、運算，自動改變水泵運轉速度，使管網始終保持水壓設定的恒定的壓力值，當前恒壓變頻供水系統是最先進，合理的節能供水系統，因其管網壓力的穩定性，節能效果的優越性而得以廣泛應用。
一、恒壓變頻供水系統的組成及原理
變頻調速供水系統適應于集中供水的場所和社區，我們選擇一個相對獨立的高校社區作為案例，該社區有1000多戶住戶、并有辦公區、教學區，根據用戶用水量實際情況，選擇了ABB ACS510-01變頻供水系統，其設備間的主要設備如下：
硬件設備：
雙路供電電源控制柜、變頻器控制柜一臺（內含ABB ACS510變頻器、PID或PLC控制器、交流接觸器、熱繼電器、電器控制系統、控制面板等）、3臺15kw的管道離心泵及電機，1臺1.5kw的附屬小泵及電機、各種蝶閥、閘閥、止回閥、儀表、壓力傳感器和水位傳感器、流量開關等組成。
工作原理：
該社區變頻恒壓供水系統選用ABB ACS510變頻器，根據用戶供水需求和現場工況，在ABB ACS510變頻器上設定PID壓力參數值，當變頻供水系統設備運行的時候，通過在管網上安裝的壓力表上的壓力值，傳輸給微機控制器，變頻器會根據管網的壓力自動調整輸出頻率的變化，從而自動調節水泵電機的運轉速度，實現管網水壓的閉環調節 (PID)，使供水系統自動調節恒穩于設定的壓力值。
當每到用水高峰的時候，此時用水量增加時，管網壓力就會降低，變頻器的頻率則升高，水泵電機轉速加快，供水量相應增大；當到了夜間用水量減少時，管網壓力增大，變頻器的運轉頻率降低，水泵轉速減慢，為了為維持恒定壓力，當只需要少量補水的時候，則自動切換到附屬小泵，這樣既保障了用水需求，也節約了電能。
二、變頻供水系統運行工況分析
該社區供水場設備間供水系統采用多泵并聯運行的供水模式，即3臺15kw的管道離心泵和1臺1.5kw的附屬小泵，通過并聯運行，這樣便于根據用戶用水量的大小自動靈活的調整啟動離心泵運轉的臺數，降低供水的能耗。
1、當用水高峰的時候，根據管網壓力和用水量的大小，3臺15kw離心泵其中的2臺或3臺有可能同時運行，以保證供水流量；當供水管網壓力降低，說明用水量大，系統會自動采用大小泵搭配使用，合理控制其管網流量，晚上或用水低谷時，開一臺1.5kw小泵維持供水壓力。
2、供水運行方式要求采用水泵并聯運行的供水模式，在設計選擇離心泵時要求最大揚程相同、流量不同，當3臺離心泵并聯運行時，每臺泵的出口壓力會大于每一臺泵單泵運時的出口壓力，并聯運行泵的總出口流量為每臺泵出口流量之和，如果選擇不同揚程的離心泵，當并聯運行時就會出現揚程低的離心泵的供水流量會比單泵運行時減小很多，很容易發生管網不出水和汽蝕等現象，管網壓力不穩定，造成變頻器供水頻率時常發生變化，影響供水設備的正常運轉。
3、在供水系統運行模式上，設備間供水系統采取了變頻、工頻水泵并列運行的方式，這樣有利于當變頻系統出現故障的時候，通過工頻也能夠使供水系統處于運行狀態，在滿足最大設計水量的要求，盡量將各種調速泵組合的高效區能套入出現機率最高的工作段，以提高定速泵的效率，當一臺調速泵出現故障時，可以允許一臺工頻定速泵運行，其綜合效率會稍有降低，而揚程則會有所增加。在變速、定速泵并列運行時，供水工作壓力應保證定速泵工作在高效區域，并列泵組中，變頻調速泵的臺數越多，節能效果越好。
三、變頻供水系統操作性能
恒壓變頻供水系統通過實際應用發現，使用ABB-510變頻供水系統設備操作簡便，設備運行穩定，通過面板設定參數調整便捷，具有自動恢復、自動調整變頻運轉頻率等功能。
1、為保障變頻供水系統設備的正常運轉，減少值班人員的工作強度，在供水變頻控制系統中設置了5次自動恢復功能，由于外界電壓、流量、壓力的變化都可能影響變頻系統的運行，通過設立自動恢復功能，當電壓值、電流值超過設定變化范圍內的時候，變頻器就會顯示出現故障，并記錄故障發生的原因和時間，啟動自動恢復功能，這樣有利于當值班人員不在現場的時候變頻器也可以自動恢復，保障供水系統設備的運行。
2、為了保障每臺離心泵及電機的均衡運行，延長設備的使用壽命，防止單臺泵的疲勞運轉，可以在ABB ACS510變頻器內設定泵的運轉時間，如設定每臺泵的運轉時間為4小時，當1號離心泵運轉4小時后變頻器會自動切換到2號泵的運行，并按照設定的順序自動切換其運行狀態。
3、在離心泵并聯運行的供水模式中，如果其中有1臺離心泵出現故障的時候，我們可以把控制該臺離心泵的熱繼電器進行故障設置，此時相應變頻控制柜上就會顯示此離心泵出現故障，故障燈會亮，在變頻供水系統運行時，則會跳過設有故障的離心泵及電機的運行，提高供水系統的保障性能。
四、變頻恒壓供水的優勢及特點
社區原來供水系統用水塔進行供水，采用浮球式對水位進行控制，管網供水壓力低，特別是高層建筑的用戶用水量得不到保障，用戶意見大，通過供水系統改造后，使用ABB ACS510恒壓變頻供水系統，用戶管網壓力恒定，保障了不同用戶用水需求，提高了供水效率，在供水系統中增加了紫外線消毒設備，提高了供水質量，降低了水質污染。
1、提高了系統的安全性：通過ABB ACS510恒壓變頻供水，提高了設備運行的安全，該供水系統通過PLC、變頻器，具有穩定高效的智能集成電路，具有自動檢測、漏電保護、缺相保護和自動報警功能。
2、提高了系統的穩定性：變頻供水系統中，通過設立了可編程控制器（PLC）,系統采用獨特的多點接觸式感應程序，分級分段控制處理水位信息，獨立的缺水保護系統功能，如果出現供電電源缺相或水池缺水，離心泵、電機等設備出現故障產生過流，此時熱繼電器、變頻器就會控制交流接觸器自動切斷電源，并記錄安生故障的原因和發生故障的時間，有效地避免了電機空轉，造成電機損壞。
3、具有良好的經濟效益：傳統的浮球閥控制系統很難準確實時控制水位信息，容易發生開關失靈、斷路、短路等現象，造成水泵設備燒毀和局部斷水或水塔補水過多造成跑水現象，造成經濟損失和不好的社會影響。采用恒壓變頻供水系統去掉了水塔，只需要修建封閉的地下水池，既提高了用水的安全性，也減少了水塔占地空間面積，節約了土地資源，增強了城市美觀，同時采用變頻恒壓供水減少了人力值班管理成本；在技術上通過該系統穩定了供水管網的壓力，降低了用電能耗。
4、具備遠程監控性能，采用恒壓變頻供水系統，可以實現遠距離對供水系統進行控制，并能實時監控水池水位、深井泵運行狀況、管網壓力、變頻器各項參數，實現了全程遠距離監控功能。
參考文獻：
[1] 恒壓供水節能改造，CA800技術文庫，2012年03月
[2] 基于S7-200的變頻調速恒壓供水系統，CA800技術文庫，
[3] 變頻調速技術的進展，趙相賓、夏長亮，變頻器世界，2006年12月
[4] 變頻器常見故障分析，賈雙成、惠晶，變頻器世界，2006年12月
[5] ABB ACS510 變頻器用戶手冊，ABB電氣傳動有限公司，2005年7月
關鍵詞：變頻調速恒壓供水調速系統
1、回顧
一般規定城市管網的水壓只保證6層以下樓房的用水，其余上部各層均須“提升”水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統的水塔、高位水箱，或氣壓罐式增壓設備，但它們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力來“提升”水量，其結果增大了水泵的軸功率和能量損耗。
自從通用變頻器問世以來，變頻調速技術在各個領域得到了廣泛的應用。變頻調速技術在各個領域得到了廣泛的應用。變頻調速恒壓供水設備以其節能、安全、高品質的供水質量等優點，使我國供水行業的技術裝備水平從90年代初開始經歷了一次飛躍。恒壓供水調速系統實現水泵電機無級調速，依據用水量的變化自動調節系統的運行參數，在用水量的變化自動調節系統的運行參數，在用水量發生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今最先進、合理的節能型供水系統。在實際應用中得到了很大的發展。隨著電力電子技術的飛速發展，變頻器的功能也越來越強。充分利用變頻器內置的各種功能，對合理設計變頻調速恒壓供水設備，降低成本，保證產品質量等方面有著非常重要的意義。
新型供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設備的投資，運行的經濟性，還是系統的穩定性、可靠性、自動化程度等方面都具有無法比擬的優勢，而且具有顯著的節能效果。恒壓供水調速系統的這些優越性，引起國內幾乎所有供水設備廠家的高度重視，并不斷投入開發、生產這一高新技術產品。
目前該產品正向著高可靠性、全數字化微機控制，多品種系列化的方向發展。追求高度智能化，系列標準化是未來供水設備適應城鎮建設成片開發`智能樓宇、網絡供水調度和整體規劃要求的必然趨勢。
在短短的幾年內，調速恒壓供水系統經歷了一個逐步完善的發展過程，早期的單泵調速恒壓系統逐漸為多泵系統所代替。雖然單泵產品系統設計簡易可靠，但由于單泵電機深度調速造成水泵、電機運行效率低，而多泵型產品投資更為節省，運行效率高，被實際證明是最優的系統設計，很快發展成為主導產品。
二、變頻控制恒壓供水控制方式
眾所周知，水泵消耗功率與轉速的三次方成正比。即N=KN3N：為水泵消耗功率；n：為水泵運行時的轉速；K為比例系數。而水泵設計是按工頻運行時設計的，但供水時除高峰外，大部分時間流量較小，由于命名用了變頻技術及微機技術有微機控制，因此可以使水泵運行的轉速隨流量的變化而變化，最終達到節能的目的。實踐證明，使用變頻設備可使水泵運行平均轉速比工頻轉速降低20%，從而大大降低能耗，節能率可達20%-40%。
目前國內各廠家生產的供水設備電控柜，除采用落后繼電接觸器控制方式外，大致有以下四類：
邏輯電子電路控制方式：
這類控制電路難以實現水泵機組全部軟啟動、全流量變頻調節。往往采用一臺泵固定于變頻狀態，其余泵均為工頻狀態的方式。因此控制精度較低、水泵切換時水壓波動大、調試較麻煩、工頻泵起動有沖擊、抗干擾能力較弱。但成本較低。
單片微機電路控制方式：
這類控制電路優于邏輯電路，但在應付不同管網、不同供水情況時調試較麻煩，追加功能時往往要對電路進行修改，不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不是很高。
帶PID回路調節器和/或可編程序控制器（PLC）的控制方式：
該方式變頻器的作有是為電機提供可變頻率的電源，實現電機的無級調速，從而使管網水壓連續變化。傳感器的任務是檢測管網水壓。壓力設定單元為系統提供滿足用戶需要的水壓期望值。壓力設定信號和壓力反饋信號在輸入可編程控制器后，經可編程控制器內部PID控制程序的計算，輸出給變頻器一個轉速控制信號。還有一種辦法是將壓力設定信號和壓力反饋信號送入PID回路調節器，由PID回路調節器在調節器內部進行運算后，輸入給變頻器一個轉速調節信號。
由于變頻器的轉速控制信號是由可編程控制器或PID回路調節器給出的，所以對可編程控制器來計時，既要有模擬量輸入接口，又要有模擬量輸出接口。由于帶模擬量輸入/輸出接口的可編程控制器價格很高，這無形中就增加了供水設備的成本。若采用帶有模擬量輸入/數字量輸出的可編程控制器，則要在可編程控制器的數字量輸出口另接一塊PWM調制板，將可編程控制器輸出的數字量信號轉變為控制器的成本沒有降低，還增加了連線和附加設備，降低了整套設備的可靠性。如果采用一個開關量輸入/輸出的可編程控制器和一個PID回路調節器，其成本也和帶模擬量輸入/輸出的可編程控制器差不多。所以，在變頻調速恒壓給水控制設備中，PID控制信號的產生和輸出就成為降低給水設備成本的一個關鍵環節。
新型變頻調速供水設備：
針對傳統的變頻調供水設備的不足之處，國內外不少生產廠家近年來紛紛推出了一系列新型產品，如華為的TD2100；施耐德公司的Altivar58泵切換卡；SANKEN的SAMCO-I系列；ABB公司的ACS600、ACS400系列產品；富士公司的G11S/P11S系列產品；等等。這些產品將PID調節器以及簡易可編程控制器的功能都綜合進變頻器內，形成了帶有各種應用宏的新型變頻器。由于PID運算在變頻器內部，這就省去了對可編程控制器存貯容內部，這就省去了對可編程控制器存貯容量的要求和對PID算法的編程，而且PID參數的在線調試非常容易，這不僅降低了生產成本，而且大大提高了生產效率。由于變頻器內部自帶的PID調節器采用了優化算法，所以使水壓的調節十分平滑，穩定。同時，為了保證水壓反饋信號值的準確、不失值，可對該信號設置濾波時間常數，同時還可對反饋信號進行換算，使系統的調試非常簡單、方便。這類變頻器的價格僅比通用變頻器略微高一點，但功能卻強很多，所以采用帶有內置PID功能的變頻器生產出的恒壓供水設備，降低了設備成本，提高了生產效率，節省了安裝調試時間。在滿足工藝要求的情況下應優先采用。
三、供水專用變頻器的功能
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。內置供水專用PID調節器，只需加一只壓力傳感器，即可方便地組成供水閉環控制系統。傳感器反饋的水壓信號直接送入變頻器自帶的PID調節器輸入口，而壓力設定既可以使用變頻器的鍵盤設定，也可以采用一只電位器以模擬量的形式送入。每日可設定多段壓力運行，以適應供水壓力的需要。也可設定指定日供水壓力的需要。也可設定指定日供水壓力控制。面板可以直接顯示壓力反饋值（Mpa）。
系統供水有兩種基本運行方式：變頻泵固定方式和變泵循環方式。變頻泵固定方式最多可以控制7臺泵，可選擇“先開先關”和“先開后關”（適用泵容量不用場合）2種水泵關閉順序。變頻泵循環方式最多可以控制4臺泵，系統以“先開先關”的順序關泵。靈活配置常規泵、消防泵、排污泵、休眼泵，便于實現供水泵房全面自動化。工作泵與備用泵不固死，可自動定時輪換?？梢杂行У胤乐挂驗閭溆帽瞄L期不用時發生的銹死現象，提高了設備的綜合利用率，降低了維護費用。工作小時自動累計功能，方便節能分析和設備狀況維護。夜間供水量急劇減少時，可方便指定每日休眼工作的起始/停止時刻，并可設定休眼時的壓力給定值。休眼期間，只有休眼水泵工作，變頻器只監測管網壓力，當壓力低于設定壓力時，系統自動喚醒。變頻泵投入工作，當壓力高于設定值時，系統再次進入休眠狀態，只有休眠水泵運行。這樣，能最大限度地節水節電功效。具有零星停機功能，在用戶不用水的情況下會自動停機。故障泵退出功能，水泵出現損壞時，讓故障泵自動退出工作。有消防信號外部輸入接口，當有火警或消防信號到來時，系統能自動世換到消防模式，有多種消防工作模式可選，主要根據消防和生活管網是否共用，以及進水池是否共用等條件來進行選擇。另有消防泵自動巡檢功能，定時巡檢周期可設定。
利用通訊功能，可實現聯網控制。便于樓宇自動化和管理。
【關鍵詞】自來水；變頻調速技術；恒壓供水技術；效果
1 變頻調速基本工作原理
通過改變供給電動機電源的頻率值達到改變電動機轉速的目的，被我們稱之為變頻調速。
2 變頻調速技術的應用
變頻器是將交流順變成直流，平滑濾波后再經過逆變回路，將直流變成不同頻率的交流電，使電機獲得無級調速所需的電流、電壓和頻率。
通過流體力學的基本定律可知：泵類設備、風機都屬于平方轉矩負載，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，功率與轉速的立方成正比。我們知道，在變頻器向下調速時，屬于恒轉矩特性。但是由于通用三相異步電動機的結構特點，在其運行頻率低于50Hz以下日寸，其額定輸出轉矩很難達到。而風機泵類負載在低速運行時所要求的轉矩也相應降低，這正好適應了采用變頻器驅動三相異步電動機在低速運行時輸出轉矩下降的特點。
3 變頻調速的節能降耗作用
由于風機、水泵類大多為平方轉矩負載，軸功率與轉速成立方關系，所以當風機、水泵轉速下降時，消耗的功率也大大下降，因此節能的潛力非常大，利用變頻器拖動電動機，啟動電流小，可以實現軟啟動和無極調速，方便地進行加減速控制，使電動機獲得高性能，大幅度的節約電能，因而變頻器在工業生產和生活中得到了越來越廣泛的應用。
由于恒速電動機利用閥門調節供水量，揚程特性不變，管組特性改變，大量的能量損失在閥門上。
變頻調速時的閥門為完全打開狀態，管組特性不變，揚程特性隨電機轉速的變化而變化，當泵的轉速改變后泵的性能曲線將同時改變，而轉速將隨頻率Hz改變而改變。對循環水泵性能分析可知，水泵的揚程、流量和軸功率均與水泵的葉輪轉速之間存在著一定的比例關系，即水泵流量與水泵轉速的一次方成正比。水泵的揚程與電機轉速的二次方成正比，電機轉速與水泵的軸功率的三次方成正比。即當水泵的流量降低20%的時候，電機的轉速應降低20%，水泵的電耗將降低50%；當水泵的流量降低50%的時候，電機的轉速注降低50%，水泵的電耗降低87.5%。當系統需要的流量降低時，通過降低轉速，相應地水泵的流量降低，水泵的軸功率降低，節約電能效果顯著。并且由于采用變速調節，采用閥門調節時不必要的閥門壓頭損耗也避免孔使水泵在變頻速度的過程中始終處在高效區。而電動機在變頻調速過程中，由于電動機電壓隨著轉速而變化，確保了電動機在輕載時也能工作在高效區。
4 變頻恒壓供水技術
恒壓供水調速系統實現水泵電機無極調速，依據用水量的變化（實際為供水管網的壓力變化）自動調節系統的運行參數，在用水量發生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求。
4.1 變頻恒壓控制系統的工作原理
變頻調速控制是恒壓供水系統的核心部分，整個系統見下圖1。
圖1 變頻調速控制系統
圖中，水泵電機是輸出環節，轉速由變頻器控制，實現交流量恒壓控制，變頻器接收控制器的信號對水泵進行速度控制；控制器綜合給定信號后，經過PID調節，向變頻器輸出運轉頻率指令；壓力傳感器檢測管網出水口壓力，并將其轉變為控制器可接收的模擬信號進行調節。
4.2 帶PID回路調節器和PLc的控制方式
在該方式中，變頻器的作用是為電動機提供可變頻率的電源，實現電動機的無極調速，從而使管網水壓可控。傳感器的任務是檢測管網水壓；壓力設定單元為系統提供滿足用戶需要的水壓期望值；壓力設定信號和壓力反饋信號輸人可編程控制器后，經可編程控制器內部PID控制程序的計算，輸送給變頻器一個頻率控制信號。還有一種方法是將壓力設定信號和壓力反饋信號輸人PID回路調節器，由后者進行運算后，輸給變頻器一個頻率控制信號。
由于變頻器的頻率控制信號是由可編程控制器或PID回路調節器給出的，所以對可編程控制器來講，既要有模擬量輸人接口，又要有模擬量輸出接口。而帶模擬量輸人/輸出接口的可編程控制器價格很高，這無形中就增加了供水設備的成本。若采用帶有模擬量輸人/數字量輸出的可編程控制器，則要在可編程控制器的數字量輸出端口另接一塊PWM調制版，將可編程控制器輸出數字量信號轉變為模擬量。這樣可編程控制器的成本沒有降低，還增加連線和附加設備，降低了整套設備的可靠性。如果采用一個帶開關量輸人/輸出的可編程控制器和一個PID回路調節器，其成本也和帶模擬量輸人/輸出的可編程控制器差不多，所以在變頻調速恒壓給水控制設備中，PID控制信號的產生和輸出就成為降低給水設備成本的一個關鍵環節。
4.3 新型變頻器調速供水設備
新的變頻器調速供水設備將PID調節器以及簡易可編程控制器的功能都綜合進變頻器內，形成了帶有各種應用宏的新型變頻器。因為PID運算在變頻器內，這就省去了對可編程控制器存儲容量的要求和對PID算法的編程，而且PID參數的在線調試非常容易，生產成本降低二生產效率大大提高孔又因為變頻器內部自帶的PID調節器采用了優化算法，所以使水壓的調節十分平滑、穩定。同時，為了保證水壓反饋信號的不失真、準確，可對該信號設置濾波時間常數，同時還可進行換算反饋信號，使系統的調試非常方便、簡單。
4.4 供水專用變頻器
供水專用變頻器是將普通變頻器和PLC控制器集成在一起，是集供水、管控一體化的系統，內置供水專用PID調節器，只需加一只壓力傳感器，即可方便的組成供水閉環控制系統。傳感器反饋的水壓信號直接送人變頻器自帶的PID調節器輸人口，而壓力設定即可使用變頻器的鍵盤設定，也可采用一只電位器以模擬量的形式送人。每日可設定多段壓力運行，以適應供水壓力的需要，也可設定日供水壓力。面板可以直接顯示壓力反饋值（Mpa）。
因此，變頻恒壓供水相關產品正向著全數字化微機控制、高可靠性、多品種系列化的方向發展。系列化、追求高度智能化、標準化是未來供水設備適應城鎮建設中成片開發網絡供水調度、智能樓宇和整體規劃要求的必然趨勢。調速恒壓技術在短短的幾年內經歷了一個逐步完善的發展過程，多泵系統代替了早期的單泵調速恒壓。單泵產品系統設計簡單可靠，但單泵電動機深度調速造成電動機、水泵運行效率低，而多泵型產品的運行效率高，投資更為節省，已發展成為主要產品。
5 效果
（1）給水泵采用變頻調速技術后，隨著給水泵轉速的下降，功耗也隨之降低，節電效果顯著。
（2）在低負荷時，泵的轉速和出力隨之下降，從而減少了軸承磨損、發熱，延長了給水泵的使用壽命。
（3）給水泵的啟動方式為變頻軟啟動，有效地減少了電動機啟動時大電流的沖擊，延長了電機的使用壽命。
（4）供水壓力穩定，變頻系統能根據汽包水位的變化，調節給水泵的出水量，以保證母管水壓穩定。
（5）設備的自動化程度提高，減輕了操作人員的勞動強度。
6 結語
采用交流電機變頻調速等高新技術是生產自動化的重要手段，是高供水質量的根本，變頻調速技術的大力推六可以讓給水企業盡快優化升級，降低生產成本提供技術手段。
參考文獻：
在輸水泵工頻運轉維持在一定速度的情況下，通過改變泵出口閥門來控制泵的運轉，降低電機的負荷。假設水泵本是在點A運行的，在出口閥門全開的情況下，其出水量達到QA，揚程為HA。如今為了減少注水量，想要將流量降至QB，如果沒有使用調速裝置，那只能是通過關閉閥門的方式來對出水量進行調解，這種方法在出口閥門上就需作出QAx(HA-HB)的功，能耗較大，且出現故障的可能性較高，會縮短相關設備和設施的使用壽命。而變頻調速系統，則是將AB視作泵的性能曲線，結合曲線QA計算在既定流量下所產生的相應的壓力，在A點的水泵達到最高效率時，關閉閥門，而多出來的能耗則作為熱量損失被流動的物質帶走，從而實現對出水量的有效控制。而變頻調速器，在這個過程中所承擔的任務就是在任何的流量條件下，都能匹配出與之相應的泵的特性曲線，并且隨著流量的減小，電機的運轉速度也要相應的減慢，同時由于改變水流而產生的壓差也需與電機的運轉速度的平方呈正相關。進而根據實際的注水和出水變化來及時準確的調節水泵的揚程，有效降低能耗，實現節能減排的作用。
2油田供水系統與變頻調速器的應用
在油田注水的過程中，注水站是滿足油田注水系統的源頭，且輸水泵需要持續的變動外輸泵的運轉形式，來應對供水過程中輸水量和壓力的改變。在沒有使用變頻調速技術時，人們多數是通過對開泵臺數和人工調節閥門的方式來控制水的流量，注水系統的負擔較重，同時工作效率偏低。而在現實的生產工作中，一個承擔著15座注水站的供水以及調節相關地區的供水平衡的供水站，假設其平均日供水在9000-10000m3之間，且擁有4臺型號為LzA200-630D外輸供水泵，平均每臺的裝機容量達132kW，日常工作中只運轉其中的2臺，其余兩臺備用。由于在實際的生產過程中，注水站的注水量直接與供水系統的日供水量向掛鉤，假設油田供水系統的水壓為1.1MPa，受注水量減小的影響，供水系統的供水壓強增加，這時為了對水量進行高效的控制，人們采用變頻調速器，通過實際的情況，來對正在運動的水泵進行變頻調速，使之與實際的注水和輸水相匹配。有研究報告曾表示在使用變頻節能技術進行控制之前，我國油田供水系統的工作效率不足30%，而在使用變頻節能技術后，效率提升了5個百分點，同時在供水過程的耗能遠低于之前供需水的消耗。
3變頻調速器在供水系統應用的優勢分析
3．1減少管網穿孔和補漏次數
恒壓變量給水是油田供水系統中變頻節能技術所常用的一種措施，即為了使水泵出水口的壓力維持在一個恒定的水平，將壓力傳感器設置在水泵機組的出水口，并將該壓力值設為最不利于水泵出水所需的值。一旦管網出口的壓力超出傳感器上所設定的壓力值，那么壓力傳感器就會將實際檢測到的壓力值傳給PID調節器，由PID調節器對高于或者低于設定值的數據進行處理，將處理結果交給變頻器，再由變頻器對來改變電動機的運轉速度，通過這樣一個過程來達到恒壓的目的。管網壓力越趨于穩定，其在工作過程中所出現的壓力失恒現象也就越少，同時由于管網壓力過高而造成管網穿孔和補漏的次數也將明顯降低，有研究者曾對此作出相關的統計和分析，發現使用變頻調速技術而產生管網穿孔的概率僅為不適用變頻調速技術的一半，換句話說即使用變頻調速技術，管網穿孔的可能性將降低50%。管網穿孔的次數降低了相應的由此而產生的補漏的次數也必然會隨著降低，減輕了維修人員工作負擔，節約了維修成本，同時延長了管網等設備的使用壽命，有效的控制了油田供水系統的運轉成本，提高了其工作效率。
3.2減少設備切換次數
通常在設計油田供水系統中的泵站時，一般都會對油田的用水量和實際所需水量做自己的考察、統計和分析，在充分考慮各種因素的基礎上，來確定在泵站中所安裝的水泵的型號、大小規模等，有針對性的選曲合適的水泵設備。比如，某中心泵站有六臺臥式離心泵，其中有三臺機是250S65A型號的，還有三臺是350S75B型號的，通常白天運行一臺350S75B型號的離心泵，晚上運行的則是一臺250S65A型號的離心泵，在沒有使用變頻節能技術前由于頻繁的切換水泵，使得電機水泵在啟動時受到較大的沖擊，知識水泵和電動機在運轉中經常出現故障需要維修，加大了維系人員的勞動負擔，同時縮減了設備的使用年限，加快了資產折舊的速度，增加了供水系統運轉的成本。而隨著變頻調速器的投入，大大的減少了油田供水系統中水泵等設備的切換次數，減少了設備應頻繁切換而造成的損失，延長了設備的使用時間，從側面減少了油田供水所花費的成本。
3．3減少電機和管網的損耗
變頻調速器除了具備過壓、過流、過載、過熱等保護功能，其自身還自帶軟啟動功能。在未使用變頻節能技術時，油田供水系統中的電動機一般都是以直接啟動的方式加入系統的運轉之中，然而這樣的方式卻會產生強大的電流沖擊以及轉矩沖擊，這些都會對電動機本身的運轉以及由其負載的水泵帶來十分不利的影響，會增大電動機和管網的損耗。而變頻調節技術具備的相對比較全面的保護功能，在其軟啟動功能的保護下，其電動機啟動時所產生的啟動電流僅為試運行電流的1-3倍，其在啟動過程中所受到的沖擊遠小于直接啟動所受到的沖擊，電動機和管網因沖擊而產生的折損明顯縮小，機泵、管網等設備的使用壽命得以延長。此外，在實際的生產過程中，變頻節能技術能夠有效降低油田供水系統的用電量。將兩臺同類型的設備放在一起，一臺使用工頻設備，另一臺使用變頻設備，在同等的工作時間下，在經過研究對比后發現，使用變頻設備平均每年可節約工業用電費用至少20多萬元，在燒煤發電的形式下，平均每年減少燒煤量近40噸，這還只是一臺機器的每年所減少的能耗。如果是一個頗具規模的油田生產基地，變頻節能技術的運用，每年為其所省去的相關生產成本將是不可估量的。
4結語
關鍵詞：管網疊壓（無負壓） ；供水設備；工作原理
管網疊壓供水設備是在變頻恒壓供水設備上發展起來的，主要由穩流補償器、水泵、智能控制系統等組成。管網疊壓供水設備系統見圖1。
1.無負壓供水系統設備作用分析
為了減小直接抽吸對市政供水的影響， 一般應在設備入口管道上串接了一個承壓貯水容器。主要起緩沖作用（動態補償作用） 的水罐稱為緩沖罐； 平時無動態緩沖作用僅在市政管無水壓時才起備用水源作用的水罐稱為水源罐。
配套緩沖罐的接力增壓設備與配套水源罐的接力增壓設備運行原理有一定差異，下面分別予以說明。
2.1 配套緩沖罐的設備
成套設備一般由緩沖罐、水泵機組、氣壓罐控制柜及控制儀
表組成。
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）。
（2）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水源的較大范圍內的壓力變化，不會產生過載現象。
（3）氣壓罐：其作用與通常2 次增壓供水設備中的氣壓罐相同，本系列標準產品采用的隔膜式微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設備的智能化自動節能控制。
（4）變頻控制柜：可采用全變頻控制系統，即所有水泵均采用變頻調速拖動，也可采用部分變頻控制系統（樣本標準產品只有1 臺泵為變頻調速拖動）。
（5）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自動切換運行。
①當市政管網高壓時，設備處于停機狀態，市政水源過緩沖罐、旁通管路直接向用戶管網供水。
②當市政管網欠壓時，設備自動啟動，在原有水壓基礎上變頻調速增壓（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，同時又實現了高效節能運行。運行過程中密閉的緩沖罐相當一段管路，新鮮衛生的自來水不斷流過水源罐，不會遭受外界污染。
③設備運行中，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的削峰補償作用。當市政服務壓力從P2 降至P1 時，緩沖罐提供的最大補償水量與緩沖罐總容積關系為：
2.2 配套水源罐的設備
成套設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。
（1）自動隔離閥或節流裝置（選購件）：用于隔離市政水源，可任意設定動作壓力，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。
（2）水源罐：給水運行時罐內全部容積充滿了水，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。
（3）承壓水池：一般為鋼筋混凝土結構，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。
（4）水泵機組：選用本公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可適應市政水源的較大范圍內的壓力變化，不會產生過載現象。
（5）氣壓罐：其作用與通常2 次增壓供水設備中的氣壓罐相同，標準產品設計中采用隔膜微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設備的智能化自動節能控制。
（6）變頻控制柜：可選擇采用全變頻技術方案，即所有水泵均采用變頻拖動，也可采用部分變頻技術方案（只有一臺泵為變頻調速拖動）。
（7）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[7-8]。
3. 結論和建議
（1）管網疊壓供水技術的最大優勢在于可以利用供水管網剩余水壓和避免來自外界的二次污染，需要解決的主要問題是消除對供水管網的不利影響，應用的根本前提是供水管網的供水能力有保障。
（2）管網疊壓供水設備正常運行時可有效避免來自外界的二次污染，但系統設置了穩流罐或旁通管，采用空氣接觸消除負壓時，仍然存在水質安全隱患，需要考慮定期清洗、消毒。
（3）安裝高程較低的管網疊壓供水設備，采用負壓消除技術不能保證供水管網所需的最小自由水頭，應采用限流控制技術，避免過量抽水。
（4）通過基礎理論研究和工程實踐資料積累逐步完善管網疊壓供水設備入網標準，供水企業應通過管網水力計算及在線監測等方式對各區域的最大供水能力進行充分的評估，加強供水管網基礎設施建設，通過增大部分“瓶頸”管段（主要是街坊管）的直徑等技術措施增強市政管網的供水保障能力。
（5）穩流罐的有效容積應該根據供水管網正常運行時進水管的補水能力、建筑內部用水量及其變化規律通過計算確定。
（6）對供水管網壓力能夠直接供水的區域采用獨立的豎向分區，以減小疊壓供水設備規格，降低工程投資和運行費用。
參考文獻：
[1] 陳衛國，張于輝.試論無負壓設備在城市供水中的應用[J].民營科技，2009 （2）：10
[2] 商慶山，曹 成. 淺談管網疊壓（ 無負壓） 供水設備的性能及應用[J].給水排水動態，2006（4）：7
[3] 任永華.管網疊壓供水設備原理及應用[J].山西建筑，2008，34（22）：189
[4] 常金秋.淺談管網疊壓供水[J].上海應用技術學院學報，2008，8（1）：22-23
關鍵詞：變頻器 供水行業 應用
0 引言
一般城市管網的水壓無法完全滿足所有用水居民的用水需求，絕大部分用戶須通過提升水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統的水塔，高位水箱等等增壓設備，它們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力提升水量，其結果大大增加了能量損耗。
1 新、舊泵的測試
例如，我公司對6sh-6 55kw成套機電設備做如下測試：
75KW三墾變頻器直拖舊泵測試數據表：
75KW三墾變頻器直拖新泵測試數據表
由上述測試結果可得老式供水方式被全新變頻供水方式取代具有多項優點：
1.1 變頻供水能靈活控制供水壓力。
1.2 采用變頻供水節電效果明顯。
1.3 當異步電機在全壓啟動時從靜止狀態加速到額定轉速所需時間小于0.5秒，這意味著在不足0.5秒的時間里，水的流量從零猛增到額定流量，在極短時間內流量的巨大變化將引起對管道的壓強過高或過低的沖擊，壓力過高會爆管而過低導致管子的癟塌。直接停機同樣會引起壓力沖擊。從上表測試結果可見使用變頻器調速后，可通過對加減速時間的合理預置來延長啟動和停止過程，合理控制供水壓力減少管道沖擊，最大限度保護管網，管件，同時也提高電機水泵的使用壽命。從上述測試還可以看出泵老化時嚴重影響出水量供水壓力，維護維修不及時泵效率會大幅降低。
2 變頻器的節能效果
變頻器節能效果實際工作中更可觀。例如，我公司有一水廠，水廠原供水方案為280KW機電系統一工一變兩套系統向市區管網以0.18Mpa壓力供水，工頻供水系統為控制供水壓力要采用勒閥門的方法。去年經技術改造改為兩套供水系統均用變頻器供水，嚴禁勒閥門通過變頻器調頻來控制供水壓力。改變供水方法后該水廠當月電費較前月少近五萬元，當年公司電費較上年減少近六十萬元，可見使用變頻器供水節能效果很明顯，長期使用變頻器經濟效益可觀。
變頻調速恒壓供水系統，經歷了逐步完善的過程。綜合早期的單泵恒壓供水系統與近幾年來被行業內人士普遍使用的多泵恒壓調速供水系統諸多供水方式來看，我認為最優的恒壓供水系統應為單泵直拖恒壓供水系統。
3 各種供水方式比較
例如，我單位現使用以下幾種供水方式(以富士變頻器為例)：
3.1 變頻器直拖電機變壓（變流量）供水： 優點：接線簡單，使用電器件少，完全啟用變頻器自身功能運行穩定，節電效果較明顯，維修率較低。缺點：只能變壓（流量）運行，節能空間有剩余。
3.2 多泵運行方式：控制回路用PLC(可編程控制器)設計以三泵為例：優點：可控制實現恒壓（恒流量）供水。缺點：只有一臺泵變頻調速運行，其余各泵均工頻運行，節能一般,部分能量未被挖掘出來。維修工作量較大，運行穩定性較好。
一、設備組成及特點
全自動變頻恒壓供水系統由電源、變頻器、水泵、儲氣罐、供水管道以及各種控制閥門等組成。電源柜作為整套供水設備的電源控制，具備雙電源自動切換功能，確保設備的電源供給及設備的正常運轉。變頻控制柜是全自動恒壓供水設備的關鍵部件，它能根據供水管網的水壓變化情況實時控制水泵機組的運行工況及運行臺數，確保供水水壓穩定在設定的范圍內。水泵機組由主泵和附泵組成，在用水高峰期，管網供水壓力低于設定值時由主泵輪流運行來保證（一般為3～4臺，本設備為3臺），穩定水壓；在用水量不大的情況下，則由附泵及儲氣罐保壓，滿足恒壓的要求。
二、設備日常使用維護項目及內容
日常使用維護一般應在設備運行過程中進行細心的觀察，用眼觀、鼻嗅、手摸，對設備的運行情況以及性能有直接的感知并作出判斷。
日常維護檢查工作可分整體檢查和個體檢查。
1.整體檢查
整體檢查是從總體的角度，對設備的運行情況進行大致的觀察，包括：
1）設備的工作環境如環境溫度、空氣相對濕度、空氣清潔度、電磁干擾以及雷電等。
2）設備的供水壓力（水壓表的讀數）是否正常（與設定壓力進行比較）。
3）設備運行的大致情況是否正常，有無異常響聲、異常振動、異味、冒煙等。
4）設備的運行工況與供水壓力是否相符，如供水壓力已達到設定壓力而設備仍處于變頻運行甚至是工頻運行，或供水壓力未達到設定壓力而設備已停止運行等情況，則應及時進行分析檢查，對相關部件的運行情況進行詳細檢查直到查明原因排除故障方可繼續運行。
2.分部檢查
分部檢查則應對設備的各個部分進行認真細致地檢查。具體如下：
1）電源柜
電源電壓應為380V，允差5%；頻率應為50Hz；電流三相應平衡；控制電器應動作正常；檢查接觸器的電氣互鎖和機械互鎖功能是否正常。
2）變頻控制柜
檢查電源是否正常；外觀應完好正常、無變形、傷損、變色、冒煙、異味等；無異常振動、異常響聲；控制功能應正常，觀察變頻器運行過程中頻率變化是否平穩變化，受控的多臺電動機輪換運行是否正常；變頻器的顯示是否正常，按動功能鍵，觀察相應項Yl的顯示（或提示）是否正常；檢查變頻器的設置是否正確，是否被改動，如被改動，應根據實際需要設定運行參數；觀察設備的運行從變頻到工頻、從工頻到變頻的過程中，變頻器和電動機是否同步平穩運行，檢查變頻控制柜到電動機之間的電氣連接是否正常以及電動機和水泵在運行過程中有無異常響聲、異常振動、異味、過熱、漏電等；打開變頻控制柜柜門，檢查柜內電器配件的連接有無異常，安裝是否松動，繼電器、接觸器的動作是否正常；仔細觀察柜內所有電器元件有無異常響聲、異味、過熱、變色、破損、閃絡放電等異?，F象。
3）水泵設備
觀察電動機的運轉方向與轉向指示是否一致；檢查電動機外殼是否漏電，水泵的密封是否良好；電動機及水泵的運轉過程有無異常響聲，水泵的供水壓力（水壓表的讀數）指示是否正常；進水管、出水管、儲氣罐及管路的所有閥門、配件都不應有松動、滲漏現象。
三、定期檢修的項目及內容
定期檢修應在停機的情況下進行，并根據需要拆開相關部件的外殼，用工具、儀器進行檢查、測量、維修。
1）電源柜的定期檢修
檢查電源進線接頭是否松動、進線開關的安裝是否牢固；檢查接觸器是否動作正常、吸合牢固、機械互鎖穩定可靠、電氣互鎖接線正確牢固、接觸器主觸頭是否磨損；柜內各輔助電氣元件的功能是否正常；用1000V兆歐表檢查電源柜的電源各相線與外殼的絕緣電阻是否符合要求。
2）變頻控制柜的定期檢修
首先檢查柜內電器配件表面的清潔度，如有灰塵等附著物，可用干燥的壓縮空氣吹凈；檢查柜內各電器的連接線線頭是否松動，如有松動則應及時擰緊或重新焊接；檢查遠程壓力傳感器接線板上各接線頭及元件是否松動、完好；拆開各個交流接觸器的滅弧罩，檢查接觸器的主觸頭表面的磨損情況及與熱繼電器的連接，如觸頭磨損則應及時更換。
3）變頻器的檢修
拆開變頻器的外殼，首先檢查內部的潔程度，如有灰塵等應及時清理，可用干燥的壓縮空氣吹；檢查變頻器內部的各個元件有無變形、破損、過熱、變、閃絡等跡象；檢查內部變壓器、繼電器、電抗器有無變異味、絕緣破損及閃絡擊穿等異?，F象；檢查內部各個件是否完好；檢查主回路與相鄰元件之間以及主回路端子間的相對位置是否正常；檢查各種連接線是否完好、牢固靠；用鉗形電流表檢查負載的實際電流與顯示屏的顯示值否相近，如相差大，則應詳細檢查，及時處理。
經上述檢查后，如發現元件松動應及時擰緊或重新焊接，如發現元件變形、破損、過熱、變色、閃絡的，則應檢查測量其電氣性能，不符合要求的應及時更換同型號配件。
四、維護與檢修時應注意的事項
1）變頻器在日常維護過程中，應在運轉過程中進行觀察，可不必停機檢查；但在檢修前必須切斷電源，方可進行下一步工作，但如要拆開變頻器的蓋板則須等候一定時間，以待電容放電到安全電壓以下，確保安全。
2）變頻器控制面板上的OFF（或STOP）鍵只能作為停機操作用，而不能切斷設備的電源，即使停機，電源不斷。
3）由于主回路有充電電容器，維護和檢修前應確認電容器兩端的電壓低于安全電壓。
4）變頻器必須可靠接地，確保安全。
關鍵詞：二次供水節能降耗 合理設計 科學管理
中圖分類號：TE08文獻標識碼： A
前言
隨著我國經濟快速增長，各項建設取得了巨大的成就,同時也付出了巨大的資源和環境代價，經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳。節能降耗，這一重要、緊迫的任務擺在了經濟快速發展的面前，也擺在了企業發展的面前。作為一名一線的技術工作者，本人有幸參與了珠海生活用水二次加壓設備的管理工作，并且逐漸摸索出了在二次供水系統中降低能耗的方法與經驗，在此與供水同仁一起分享和探討。
概述
目前，我公司接收、管理的生活用水二次加壓泵房共376個。主要的供水方式為：增壓設備和高位水池（箱）聯合供水、變頻調速供水、管網疊壓供水、氣壓供水。這四種供水方式各有其特點：
1、增壓設備和高位水池（箱）聯合供水的供水方式設計和操作都很簡單、維修方便，運行穩定、可靠，但地下水池（箱）和高位水池（箱）都要占用一定空間。
2、變頻調速供水方式是水泵直接供水至客戶，節省了樓頂水池（箱），供水系統總體投資少，供水壓力比較穩定和可控，但依賴變頻器和PLC的使用，一旦變頻器或PLC故障，更換和維修有難度。
3、管網疊壓供水方式是在供水主管網水壓基礎上通過水泵直接供水至客戶。節省了水池（箱），水質比較有保障，對于單個供水系統來說比較省電，但依賴主管網的水壓。
4、氣壓供水的方式是通過氣壓罐對供水管網進行調壓供水，主要在老舊小區或客戶比較少的小區二次加壓泵房中使用，設計和操作簡單，但水壓有一定的波動。
如何將這幾種供水方式合理的運用到住宅小區生活用水二次加壓系統中來，如何科學的管理生活用水二次加壓設施是節能降耗的關鍵。下面將從兩個方面闡述在生活用水二次供水系統中如何做好節能降耗工作。
一、合理設計
1、正確選用供水方式
選擇一個符合小區生活用水二次加壓系統的供水方式是節能的關鍵。這就是我們常說的“量體裁衣”了。前面介紹了幾種供水方式的特點，我們可以根據其特點進行分析并選擇。
⑴增壓設備和高位水池（箱）聯合供水相當于小區供水的一個“小水廠”,上、下兩個水池都有儲水功能，可以形成對市政供水的錯峰用水，是最節能的供水方式之一。它運行的整個過程是：市政水進入地下水池后通過加壓泵供給高位水池（箱）再到各用水點。這種供水方式控制柜簡單，元器件便宜，維修快捷。高位水池（箱）具有一定的儲水能力，水泵不需要24小時運行，對水泵損耗低且耗電量低。在實際管理中的一些小區加壓泵一天才運行一到兩次就可以滿足客戶的用水需求。
當然，這種供水方式不是每個小區都適用。在工作中通過觀察,發現這種供水方式在規模比較小的（100～200戶）、多層或次高層建筑物的住宅小區二次加壓系統中比較節能。例如：金景花園住宅小區共3棟，4-10層采用的是增壓設備和高位水池（箱）聯合供水方式，二次加壓受益用戶92戶，加壓設備平均電耗為0、4kw.h/ m3。山景軒住宅小區共2棟，4-8層采用的是氣壓供水方式，二次加壓受益用戶56戶，加壓設備平均電耗為3、2 kw.h/ m3。同樣是規模比較小的住宅小區選擇的二次加壓供水方式不同，則電耗相差很大，類似這樣的例子還有很多。
⑵變頻調速供水是在氣壓供水的基礎上發展而來，是近年來設計、使用比較多的供水方式。它運行的整個過程是：市政水進入地下水池后通過加壓泵供給各用水點。變頻調速供水通過變頻器的頻率變化與水泵的轉速變化相結合，改變水泵轉速的方式來調整供水量。這種供水方式控制柜自動化程度高，操作方便，但變頻器和PLC對工作環境有一定的要求。由于設備需要24小時運行來穩定供水壓力，水泵配置對節能就相當重要了。
該供水方式用于規模比較大、用戶數量比較多（200戶以上）、建筑物標高不同、需要垂直分區供水的次高層或高層住宅小區二次加壓系統中比較節能。例如：恒泰豪庭住宅小區共4棟，7-12層為二次供水低區、13-17層為二次供水高區，受益用戶200戶，加壓設備平均電耗為2、28kw.h/ m3。金域廊院住宅小區共8棟，,4 -11層為二次供水低區、12-17層為二次供水高區，受益用戶851戶，加壓設備平均電耗為1、1kw.h/ m3。通過這樣的對比，我們可以清楚的看到變頻調速供水方式在受益用戶數量大的住宅小區所體現出來的節能效果。
⑶管網疊壓供水是為了讓變頻調速供水更節能和保障水質的情況下應運而生的供水方式。它運行的整個過程是：市政水進入無負壓罐后通過加壓泵供給各用水點。其實就是在沒有水池（箱）情況下的變頻調速供水，在市政管網壓力上疊加一個水泵壓力供給用戶。這種供水方式的設計對周邊管網壓力非常依賴，水質有保障，投入成本低，耗能少。但不適用于規模比較大、用戶比較多的次高層、高層住宅小區。它的使用可說是對整個市政供水系統的泄壓，是在供水企業耗能高的前提下來體現這種供水方式耗能低的表象。但是其在混合供水中，卻發揮著巨大的節能作用，而且不影響市政供水系統。嶺南世家榮景園就是典型的例子。其二次供水中區（5-11層）共530戶，使用的是變頻調速供水；二次供水高區（12-18層）共24戶，使用的是通過高區加壓設備在中區供水管網上的疊壓。由于高區用戶少，直接使用變頻調速供水則客戶用水成本高，通過在中區供水管網上疊壓的方式節能顯著。據統計,目前中區二次加壓設備運行的平均能耗為0、63 kw.h/ m3，高區二次疊壓設備運行的平均能耗為0、3 kw.h/ m3。
⑷氣壓供水方式由于存在氣壓罐膠囊經常破損、維修強度大、壓力波動的特性，滿足不了人們目前的生活需求，逐漸被市場淘汰，在此就不贅述了。
2、正確選用合適的供水設備
一個住宅小區選定了供水方式、二次供水的樓層范圍、二次供水受益用戶數量，我們就可以根據相應的公式、規范以及經驗來合理、經濟的選擇適當的供水設備。
⑴一般來說，增壓設備和高位水池（箱）供水方式其設備的選型是最簡單的。首先考慮水泵出水口到最不利點的（高位水池（箱）的入水口）的高度差,根據下式確定水泵揚程：
H≥0.01H1＋0.001H2＋0.01ν2/2g
式中 H—水泵的揚程（MPa）
H1—水泵出水口與高位水池（箱）的入水口處得高度差（m）
H2—管道（水泵出水管口與高位水池（箱）入口處）的全部水頭損失（MPa）
ν—高位水池（箱）入口流速（m/s）
在增壓設備和高位水池（箱）供水方式中水泵的流量由二次供水受益客戶最大小時用水量來確定。由于水泵只要供水至高位水池（箱），根據流體機械理論，在相似工況下，水泵的流量、揚程和功率分別與其轉速的一次方、二次方和三次方成正比，所以該供水方式的設備選擇低轉速的DL型水泵就可以滿足供水要求且節能。水泵按一用一備配置即可。
⑵變頻調速供水首先要確定小區二次供水如何分區，再根據各供水區域的的樓層范圍、受益用戶數量來選擇設備的型號。根據水泵的特性曲線，如果要水泵在一個高效率的區間運行，住宅小區生活用水二次加壓系統使用變頻調速供水方式必須分區，才能體現變頻調速節能的作用。否則，供水受益客戶用水成本高，能源浪費嚴重。多層和次高層的小區分為市政供水和二次加壓供水，高層小區要根據樓層進行劃分。比如一個高達42層的住宅小區，在小區周邊管網壓力足夠的情況下，小區生活用水可按如下分區：1-4層為市政供水；5-12層、13-22層、23-32、33-42為二次加壓分區供水。
根據設計的供水區域可依據下式確定水泵揚程：
H≥0.01H11＋0.001H22＋H33
式中 H—水泵的揚程（MPa）
H11—水泵出水口與最不利點的高度差（m）
H22—管道的全部水頭損失（MPa）
H33—該供水設備供給范圍內最不利配水點的最低工作壓力（MPa）
變頻調速供水的流量應按供水區域內設計秒流量和每小時最大用水量來綜合確定。
系統的揚程、流量確定了，選擇水泵的配置就簡單了。考慮到水泵在系統零流量的頻率P0一般為25～35HZ，為了達到節能的目的，我們根據水泵的轉速頻率和供水區域的流量范圍來確定水泵的配置。水泵最不利工況點應在水泵特性曲線高效區段的右端點。規模較小的供水區域（300戶以內）用水系統可選擇同型號水泵3～4臺，水泵功率一般不超過7、5KW；規模較大的供水區域 （300至1000戶）水泵功率不超過15KW的，不僅要考慮配置3～4臺主泵,還應配備1～2臺小泵在夜間和平時小流量時變頻供水。不同的供水量段，要求有相應的頻率來保證用水量的變化，所以在變頻調速供水中要選擇頻率調節范圍比較大的高轉速的CDL、LG等運行相對穩定的高速水泵。
在實踐中，我們通過上述的方法可以確定這樣做既滿足客戶用水要求還提高了水泵的運行效率，特別是整個二次加壓系統在運行中相當省電。
當然一個適當體積的氣壓罐也是必不可少的，它能夠延長水泵的睡眠時間、降低水泵損耗、延長水泵壽命、最大限度的節能。
3、合理選擇供水管道的管徑及鋪設方式
管徑大小設計直接影響二次供水系統的流量和壓力，也影響著水泵運行的效率,間接產生能耗。
鋪設管道時應按相關規范和實際情況進行合理的鋪設，避免產生多余的水頭損失。
二、科學管理
通常,大部分生活用水二次加壓泵房建成后都移交給供水企業管理、維護。如何科學的管理二次加壓設備、降低故障率、提高設備的使用壽命是我們工作的重心，對降低能耗與減少排放也有著明顯的成效。在二次加壓泵房管理中，應從兩個大方面著手，梳理、細化工作內容和流程，全面實現科學化管理。
1、二次加壓設備的管理
A、泵房日常巡查、維護
首先，對管理的所有生活用水二次加壓泵房必須建立詳細的檔案。另外，組建專業的維護隊伍對泵房定期巡查，并把設備運行情況、水壓、設備及管道有無滲漏、水池浮球閥的情況登記在巡查記錄本上。這樣，就可以實時掌控每一個管理的泵房運行情況，做到隨時發現“跑”、“漏”現象，避免不必要的漏損。
B、定期保養
①、軸承定期注入油：水泵正常運行每5000小時后，水泵軸承注油系統內必須注入適量的鈣質油。
②、定期檢查水泵的密封系統：每隔15日檢查水泵的密封系統,機械密封系統，在運行前要檢查泵體內是否有水，無水時不能啟動水泵，否則因密封件無法降溫易損壞。
③、平時注意軸承周圍的清潔：由于軸承的轉速高，當其他雜物進入軸承時，易損傷軸承體，大大降低軸承的壽命。特別是水泵出現被水淹過或被其他雜物填埋時，必須拆缷軸承進行清洗，必要時更換軸承。
定期對水泵、電機進行保養可以延長設備運行的壽命，也可以保障持續、正常供水，同時降低了噪音。本人認為，減少設備更換的頻率或者說延長設備使用時間，其實就是節能減排。
C、技術改造
自2008年以來，由我所牽頭改造過的老舊、殘缺、電費高、噪音擾民的生活用水二次加壓泵房數已達41個。通過技術改造，我們把一批配置不合理、耗電量大、噪音大的小區二次加壓設備進行了針對性的更換。同時，在改造中也嘗試著把經濟性和節能降耗相結合，并取得了較好的效果。
濱海大廈住宅小區位于珠海情侶中路，是一棟25層樓高，有162戶的老舊小區。其生活用水二次加壓泵房分為兩個區，即：5-13層為中區氣壓供水，14-25層為高區增壓設備和高位水池（箱）供水。由于接收管理之前，加壓設備缺少維護、保養,腐蝕、殘缺比較嚴重,水泵運行效率也低；中區氣壓供水水壓波動大，水錘現象時有發生，管件需經常更換。針對這種情況,2010年4月，公司對其進行了技術改造。其內容是：廢除中區加壓設備，更換高區加壓設備，將中區加壓管道與高區高位水池（箱）出水管串聯。這樣,在不增加高區加壓設備功率的情況下，利用“虹吸”原理將高位水池（箱）內的水對整個住宅小區所有客戶進行覆蓋式供水。其二次加壓電耗從改造前的0、66 kw.h/ m3下降到0、32 kw.h/ m3。
2、水池（箱）的管理
目前,我們管理的水池（箱）共1431個，對每個水池（箱）都建立了詳細的檔案，并進行定期清洗。
水池（箱）的管理最重要的一點就是預防和減少漏損。我們通過安裝不銹鋼水力平衡浮球閥防止水池頻繁溢水，減少漏損；在定期清洗水池（箱）時,根據其儲水能力和客戶用水的需求，提前關閉進水閥門，減少清洗時放空水池（箱）所產生的水量。另外，我們還根據實際情況，建造了一些不銹鋼水箱來對那些容積特別大、但生活用水占用容積少、清洗時特別浪費水資源的消防和生活共用地下水池（箱）進行消防和生活用水的劃分。這樣既保障了居民生活用水的水質，同時也減少了水資源的浪費。
可見，通過制定科學的管理制度，詳細的工作計劃，以及有效的實施，對生活用水二次加壓設備的管理非常有效，并最終達到節能降耗的效果。
在國家經濟發展大戰略的推動下，節能降耗，尤其是改變產能結構、發展循環經濟和創新經濟，已經刻不容緩。我們應在自己的工作中,通過不斷應用新知識和新技術，“以小見大”,從細節著手，從一點一滴做起，為用戶著想，為企業的發展盡力,將節能降耗體現在工作中的每一個方面，以行動來推動社會經濟可持續發展。
結束語：
隨著經濟和科技的發展，供水技術將進一步提高和完善，其中二次加壓設備在引入國內、外各種新技術、新形式下將更加多樣化和人性化。我們在工作中也需要時刻了解、學習相關知識，并運用于二次供水系統的管理中。作為二次供水系統的管理者也不斷地面對著更高的技術要求和服務要求，也需要我們不斷地去總結并更好的為大眾服務。
參考文獻
【關鍵詞】變頻調速技術；節水；節能；集中供水；自動控制裝置
一、學校用水狀況分析；學校用水量一般是動態的，時而用量大，時而用量小。用水多時而供水少，則壓力低；用水少時而供水多，則壓力大，這是普遍的現象。而供水不足或供水過剩的現象有其規律性。上課與下課之間，休息期間，吃飯期間，晚上與白天之間用水量都有明顯變化。特別是學校固定有兩個大的假期和幾個小的法定假期，學生人數急劇減少，用水量巨減，這就對供水系統提出了更高的要求。同時消防安全也提出更高的要求，管網的末端必須達到一定的壓力，保證危機時的需要。如發生火災時，若供水壓力不足或無水供應，就不能迅速滅火，可能引起重大經濟損失和人員傷亡。
二、變頻恒壓供水系統的優勢；恒壓供水是指在供水網系中用水量發生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。恒壓供水系統以前的近似的方案很多，如高位水箱（水塔），壓力罐等價高耗能的設備。隨著電力電子技術的發展，變頻調速技術的日臻完善，以變頻調速為核心的智能供水控制系統取代了以往高位水箱和壓力罐等此類高造價、高耗能的供水設備。變頻恒壓供水控制系統的諸多優點，如起動平穩，起動電流可限，從而避免了起動時對電網的沖擊；由于泵的平均轉速降低了，大大降低消耗，延長泵和閥門等設備的使用壽命；可以消除起動和停機時的水錘效應。其穩定安全的運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全的功能，凸現其自身的優勢，得到了社會的普遍認可和推廣應用。使供水系統實現節水、節電、節省人力，保持供水壓力的恒定運行模式，達到高效率的運行目的。變頻恒壓供水系統可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時轉速提高、供水增多，用水少時轉速降低、供水減少，從而提高供水的質量。這樣既可以滿足各個部位的用戶對水的需求，又不使電機長時間高速運轉，避免造成能量浪費，所以，學校適合采用恒壓供水系統。
三、變頻恒壓控制系統的基本原理
變頻調速用的電機多為感應式交流電機，感應式交流電機的轉速近似地取決于電機的極數和頻率。n = 60f/p，n: 同步速度，f: 電源頻率 ，p: 電機極數。極數P是固定不變的，因此電機的轉速與電源頻率成比例，頻率是電機供電電源的電信號，所以改變電機供電電源頻率，就能改變電機的轉速?？刂屏祟l率，就控制了轉速，這樣電機的轉速就可以被自由的控制了。為了產生可變的電壓和頻率，首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）逆變為頻率可調的三相或單相交流電（AC），我們把實現這種轉換的裝置稱為“變頻器”（inverter）。因此，以控制頻率為目的的變頻器，是實現電機調速的優選設備。由流體力學可知，根據水泵的基本原理 ； P（功率）=Q（流量）╳ H（壓力），流量Q與轉速N的一次方成正比，壓力H與轉速N的平方成正比，功率P與轉速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當要求調節流量下降時，轉速N可成比例的下降，而此時軸輸出功率P成立方關系下降。即水泵電機的耗電功率與轉速近似成立方比的關系。因此，改變電源頻率來改變電機水泵的轉速，達到改變供水的壓力和流量是一種非常節能可行的方法， 通常在同一路供水系統中，設置多臺常用泵，供水量大時多臺泵全開，供水量小時開一臺或兩臺。在采用變頻調速進行恒壓供水時，就用兩種方式，其一是所有水泵配用一臺變頻器；其二是每臺水泵配用一臺變頻器。后種方法根據壓力反饋信號，通過PID運算自動調整變頻器輸出頻率，改變電動機轉速，最終達到管網恒壓的目的，就一個閉環回路，較簡單。根據我校的實際情況，在充分利用變頻器的功能的前提下，采用一變頻器拖動兩臺電機方法。實踐證明，此種方式即能達到恒壓的功效，又能減少一臺變頻器，減少了損耗和資金。
四、PID控制原理；供水系統中，壓力是供水系統的基本控制對象，當管網系統建成后，供水量的大小取決于壓力。為了實現上述目標，需要變頻器根據給定壓力信號和反饋壓力信號比較后來調節水泵轉速，從而達到控制管網中水壓基本恒定的目的。根據反饋原理：要想維持一個物理量不變或基本不變，就應該引這個物理量與恒值（目標值）比較，形成閉環負反饋系統。我們要想保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環控制系統。但被控制的系統特點是非線性、大慣性的系統，實際中多采用PLC控制和PID相結合的方法，在壓力波動較大時使用模糊控制，以加快響應速度；在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態精度。學校的水壓控制要求不是很準確，我們在管網系統的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件，提供反饋電信號。在變頻器中設置給定值，通過變頻器本身具有PID調節功能，設定PID功能，一般就能滿足要求。在主要功能預置方面，最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調節器的情況下，升、降速時間應盡量設定得短一些，以免影響由PID調節器決定的動態響應過程。
五、 變頻恒壓供水系統的構成
整個恒壓供水系統由變頻恒壓供水自動控制裝置與水泵電機組合而成。.該裝置由變頻器（內含PID調節器）、水位顯示控制器、遠傳壓力表、水位傳感器及相關電氣控制部件構成， 整個系統采用一臺變頻器控制兩臺水泵電動機，一主一輔的供水系統。要求供水壓力保持在0.5 MPa，遠傳壓力表的量程是0～1 MPa。遠傳壓力表傳感器檢測管網出水壓力，并將其轉變為變頻器可接收的模擬信號。原主泵電動機為15 kW、30.5A、1 470 r/min；輔泵電動機為5.5 kW、11.6A、1 440 r/min。現將主、輔泵電動機由變頻器直接控制。水泵電機是輸出環節，轉速由變頻器控制。變頻器接收反饋信號后與給定值比較經過PID調節，輸出運轉頻率指令，實現變化流量的恒壓控制。
六、變頻恒壓供水系統特點
1. 節電：起動平穩，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的沖擊。由于電機頻率可調，根據用水量的變化，隨時調整頻率，使水泵實現最大限度地節能運行。
2. 節水：根據實際用水情況設定管網壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現象。
3.運行可靠：由變頻器實現泵的軟起動，使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換， 可以消除起動和停機時的水錘效應；避免對管網沖擊、避免管網壓力超限，管道破裂等現象。從而延長水泵和閥門等機械設備的使用壽命。
4.變頻恒壓控制系統具有缺相、短路、過熱、過載、過壓、欠壓、漏電、瞬時斷電保護等電氣保護功能.
5. 控制靈活：分段供水，定時供水，都可通過手動設定來選擇不同的工作方式。能夠在一天內設置1～6個供水時間段，一周內各天的供水時間可以不同；
6. 自我保護功能完善：如某臺泵出現故障，主動發出報警信息，同時啟動備用泵，以維持供水平衡。當自控系統出現故障，用戶可以直接操作手動系統，切換到工頻控制方式，以維護正常供水。
摘要：給水方式是實現建筑物功能的重要環節之一。變頻供水系統具有節能、自動化程度高、減輕結構負荷及便于管理等特點。但實際應用中還應從供水可靠性、投資和能耗、運行和維護管理、市政管網供水能力等因素綜合評估和分析，選擇恰當的供水方案，真正實現經濟、合理、安全的目的。 關鍵詞：給水方式；變頻供水；供水方案 Abstract: water is one of the important links to achieve the function of building. Frequency conversion water supply system has the advantages of energy saving, high degree of automation, reduce the structure load and convenient management etc. But in the practical application but also from the water supply reliability, energy consumption and investment, operation and maintenance management, municipal water supply capacity and other factors of comprehensive assessment and analysis, choose the proper water supply scheme, realize economic, reasonable, safe purpose.
Key words: water supply; water supply; water supply scheme
中圖分類號：TU201.5文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）06-0020-02
前言 基于計算機技術、變頻技術與水泵機組組合的新型機電一體化變頻供水方式，通過變頻器對水泵電機轉速的調節，使管網保持了穩定的供水能力同時滿足了人們對供水的不斷需求，近年來，已被城市和生活小區等廣泛采用。但實踐表明，對于用水量過于集中的公共建筑，變頻供水存在著如供水可靠性差，調節水量小，易造成停水等問題，節能作用也值得分析探討。 1、變頻供水的調節水量 給水方式中，采用水泵加高位水箱聯合供水方式中水箱是給水系統儲存、調節流量和穩定水壓的設備，水箱的生活貯水量不小于最高日用水量的12％最低不小于6m。變頻供水這種無水箱的給水方式，盡管水泵的出水流量是按照給水系統的設計秒流量確定，但由于無流量調節設備，總體來講，其水量的調節很有限，對于用水量相對集中的建筑，在供水的可靠性方面很難保證。例如，某高校對3棟12層的教學樓、學生公寓和圖書館共采用了1套變頻供水系統，因學生作息時間比較集中，造成了學生公寓、教學樓等用水十分集中且用水量較大。而且，學生用水時間性很強，其它時間用水量則趨于平衡。該運行中經常出現教學樓在學生課間休息等集中用水時段高層缺水現象，但學生公寓因利用了高位水箱進行水量調節，供水比較穩定。為此，教學樓改用了高位水箱后，缺水現象得到了很大改觀。其原因分析除供水管徑小，用水設備采用自閉式沖水閥當量qg= 6．0太大等外，缺水主要原因是調節水量小造成的。由此可見，變頻供水保證率不高，不適于用水量過于集中的公共建筑。 2、變頻供水的節能 以多層建筑給水方式為例，當市政管網供水壓力能滿足時采用市政管網直接給水，當市政管網供水壓力不能滿足時采用設水箱和水泵的聯合供水及變頻水泵直接供水等。變頻給水將水泵加水箱的聯合給水方式中的水箱取掉，用變頻水泵直接供水到各用水點，但沒有利用城市給水管網的壓力，原來利用城市給水管網壓力進入水箱里的那部分水，必須經水泵提升，增加了水泵的負擔和電能的浪費。但相對于水箱水泵聯合給水方式來說，降低了建筑的造價，運行費用也低。 變頻供水的水泵流量是按照室內給水水力計算中的設計秒流量計算的，而水泵和高位水箱聯合供水時水泵流量考慮到最高日最大小時流量，由此選擇出水泵流量。二者之間，水泵流量相差甚遠，由此帶來的電機功率的能耗也相差甚遠。例如，某住宅樓為13層，低區(1~6層)供水采用市政管網壓力直接供水，對高區(7～l3層)供水進行核算，其結果為設計秒流量q 5．66L／s=22．37T／h；最大小時流量為4．7T／h。當供水方式選用變頻供水或者水泵加高位水箱聯合供水時，可以看出，變頻水泵的流量是水泵加高位水箱聯合供水流量的22．37／4．7=4．75倍。因水泵流量的不同，所選擇的水泵電機的功率的不同，其能耗將可想而知。
變頻供水節能是相對比無高位水箱(水塔)供水而言的。因為水泵加高位水箱供水方式其進入水箱的供水管網的勢能是固定不變的。所選用的水泵能保證始終保持在最佳點(高效區)運行，水泵的效率最高。因此，目前對于用水量過于集中的公共建筑首選的供水方式仍是水泵加高位水箱，一般不宜采用變頻供水。 3、變頻給水改造中的誤區 給水管網每天24h的用水量是不均勻的。為了保證用水的可靠性，初期選用的2臺大流量水泵的選擇都是按最不利條件進行，即按最大小時流量和揚程選定。特別是晚上，水泵常處于小流量下工作，經常出現“大馬拉小車”的工況，泵功率浪費嚴重。所以原有的水泵增壓給水系統的變頻改造中宜采用多臺泵的組合供水，而不是將原有的水泵采用變頻器進行簡單的控制就行了。在空間情況允許時，水泵的臺數的應根據實際用水時段的用水量確定，可以選用2臺水泵或3臺水泵變頻循環的形式，但水泵臺數過多，其投資費用也相應偏高。水泵調速的范圍是有限的，一般為100％～75％，超過此范圍將達不到節能的效果。對于常用的離心泵而言，變頻供水在小流量時由于要保證系統的壓力，其運行轉速約為工頻轉速的80％，運行功率約為額定功率的60％，消耗的功率約為相同大小恒速泵額定功率的1／4或更小，同時水泵效率下降也比較大。例如，當變頻供水的功率為120Kw，在小流量時，變頻泵實際的消耗約為1／4x120=30Kw，其輸出功率接近于零，純屬無功消耗。 對于水泵在晚上或間隔時間較長時段的小流量狀態，若場地空間允許，宜采用關閉變頻器及其它泵，直接啟動輔助小泵的控制供水，或者采用變頻泵自動睡眠和自動喚醒控制供水，以維持系統運行的效率較高，達到節能的目的。同時水泵的選型，應選用制造工藝較好的水泵，盡量保證在合理的調速范圍內，效率變化不大。 供水管網中，水泵的壓力是用來克服供水系統管線的沿程水頭損失以及提供管網的壓力的。因此，變頻供水系統適用于管網壓力變化越大越好，用水量規模越大，沿程水頭損失就越多，變頻供水的綜合性能就越明顯，越利于系統的節能。所以變頻供水不是對所有的供水系統都適用。例如，對于1～2棟住宅的供水不宜于采用變頻給水。 變頻供水系統與普通供水系統對同一供水管網而言，變頻給水通過水泵調速直接供水到用戶，水泵的工況點是變化的；而后者水泵的工況點是固定的。因為變頻給水的水泵在調速運行后的大部分時間內效率都比工頻運行時有所下降。因此，普通供水系統在同樣的供水量下的能耗應該比變頻恒壓供水系統小。 4、結束語 節約型建設勢在必行。供水方案的確定應根據供水可靠性、投資和能耗、運行和維護管理、城市市政管網供水能力等因素綜合評估和分析，因地制宜，選擇恰當的供水方式，真正實現經濟、合理、安全的目的。
