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一體化給水設(shè)備自動(dòng)化被遺忘的財(cái)富高地

  　在節(jié)能減排的新形勢(shì)下，高層建筑供水對(duì)于自動(dòng)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(yùn)行，為保證供水設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行，一體化給水設(shè)備對(duì)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(yùn)行效率，為更嚴(yán)格的水質(zhì)達(dá)標(biāo)提供保證。

 

一體化給水設(shè)備自動(dòng)化產(chǎn)品的需求

　　節(jié)能減排作為當(dāng)前水行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一，其工作的進(jìn)展備受矚目。而一體化給水設(shè)備自動(dòng)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(jìn)行。它將解決生產(chǎn)水、供水、排水處置及污水處置的過(guò)程控制與管理智能化，從而最大限度地減少水資源的浪費(fèi)，基本實(shí)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(lái)。

 

　　在新的形勢(shì)下，一體化給水設(shè)備對(duì)于自動(dòng)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(yùn)行，為保證水廠高效穩(wěn)定運(yùn)行，一體化給水設(shè)備對(duì)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(yùn)行效率，為更嚴(yán)格的水質(zhì)達(dá)標(biāo)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(guò)程控制算法、模糊控制等高級(jí)過(guò)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(shí)，具有靈活的開(kāi)放性。就供水工程特點(diǎn)而言，在一個(gè)項(xiàng)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(qiáng)大的包容性，并符合IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　為了節(jié)省成本、減少系統(tǒng)維護(hù)的工作量，要求控制系統(tǒng)具有易用易維護(hù)的特點(diǎn)，要求所有模塊均支持帶電插拔、可通過(guò)SD存儲(chǔ)卡對(duì)系統(tǒng)程序進(jìn)行升級(jí)、備份，背板上設(shè)計(jì)有防混銷(xiāo)以避免插錯(cuò)模塊，獨(dú)特的接線端子設(shè)計(jì)，并提供預(yù)接線系統(tǒng)。因?yàn)樗袠I(yè)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人員相對(duì)較為匱乏，大部分技術(shù)人員主要從事工藝維護(hù)，因此希望自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，既便出故障也只需簡(jiǎn)單操作就能快速使系統(tǒng)恢復(fù)，最大程度的減少對(duì)連續(xù)供水或污水處理的影響。

 

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

 

一體化給水設(shè)備說(shuō)明

1、一體化供水設(shè)備

      控制技術(shù)基本說(shuō)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(shí)壓力變送器將管網(wǎng)壓力反饋給變頻控制柜自來(lái)水可通過(guò)直供管路直接到達(dá)用戶(hù)管網(wǎng)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行供水。當(dāng)市政管網(wǎng)壓力變化或用戶(hù)管網(wǎng)用水量變化使管壓力低于設(shè)定壓力時(shí)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(guò)PlD控制器調(diào)整變頻器的輸出頻率啟動(dòng)水泵機(jī)組并調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速保持恒壓供水如果不能滿(mǎn)足供水要求時(shí)則控制柜將控制多臺(tái)工頻泵的啟停和變頻泵的轉(zhuǎn)速從而達(dá)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(yùn)行原理有一定差異，下面分別予以說(shuō)明。

　　1、配套緩沖罐的設(shè)備

　　設(shè)備說(shuō)明

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

　　a、緩沖罐：是接在設(shè)備入口處的氣壓罐，簡(jiǎn)稱(chēng)緩沖罐，給水運(yùn)行時(shí)罐內(nèi)部分容積為壓縮空氣，靠壓縮空氣的貯能，對(duì)各種突變沖擊具有很好的減緩消除作用，同時(shí)對(duì)市政供水具有一定動(dòng)態(tài)補(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)，普通鋼制緩沖罐內(nèi)壁涂有符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的防腐涂料，但補(bǔ)氣時(shí)會(huì)與外界空氣接觸。

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

　　b、水泵機(jī)組：選用本公司具有非過(guò)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(huì)產(chǎn)生過(guò)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(biāo)準(zhǔn)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(dòng)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(dòng)，也可采用部分變頻控制系統(tǒng)（樣本標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品只有1臺(tái)泵為變頻調(diào)速拖動(dòng)）。

　　e、旁通管路：如果市政供水平時(shí)能夠滿(mǎn)足水壓要求，僅在供水高峰時(shí)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換運(yùn)行。

　?。?）當(dāng)市政管網(wǎng)高壓時(shí)，設(shè)備處于停機(jī)狀態(tài)，市政水源過(guò)緩沖罐、旁通管路直接向用戶(hù)管網(wǎng)供水。

　?。?）當(dāng)市政管網(wǎng)欠壓時(shí)，設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)，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(bǔ)多少”的原則增壓，所以在全流量范圍即滿(mǎn)足了用戶(hù)恒壓供水的需求，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能運(yùn)行。運(yùn)行過(guò)程中密閉的緩沖罐相當(dāng)一段管路，新鮮衛(wèi)生的自來(lái)淼不斷流過(guò)水源罐，不會(huì)遭受外界污染。

　?。?）設(shè)備運(yùn)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(shì)能，靠此貯能可大大減緩各種沖擊對(duì)市政水源的影響，同時(shí)對(duì)市政供水具有動(dòng)態(tài)的削峰補(bǔ)償作用。當(dāng)市政服務(wù)壓力從P2降至P1時(shí)，緩沖罐提供的最大補(bǔ)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(bǔ)償水量（m3）

　　P1－市政供水高峰期最低壓力（絕對(duì)壓力）

　　P2－市政供水高峰期前的壓力（絕對(duì)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(bǔ)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(shí)有效的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償作用，如果所有用戶(hù)的增壓設(shè)備均具有這種補(bǔ)償作用，則總體上對(duì)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。

　?。?）緩沖罐上配有控制儀表，當(dāng)市政管網(wǎng)壓力低于設(shè)定下限值時(shí)可自動(dòng)停機(jī)（禁止運(yùn)行），防止過(guò)度抽吸市政水源及防止抽水運(yùn)行。

　　2、配套水源罐的設(shè)備

　　設(shè)備說(shuō)明

　　成套設(shè)備一般由自動(dòng)隔離閥（選購(gòu)件）、水源罐（或承壓水池）、水泵機(jī)組、氣壓罐、變頻控制柜（含控制儀表）組成。各部分說(shuō)明如下：

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

　　b、水源罐：給水運(yùn)行時(shí)罐內(nèi)全部容積充滿(mǎn)了水，由于無(wú)壓縮空氣貯能，對(duì)各種沖擊的緩沖作用和對(duì)市政水源的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果不如緩沖罐。但當(dāng)市政水源壓力太低，水源罐出水（供水）大于進(jìn)水量時(shí)，罐內(nèi)貯水容積可全部用來(lái)補(bǔ)償市政水源的不足。

　　水源罐提供補(bǔ)償水量期間，靠真空抑制器使空氣自動(dòng)進(jìn)入罐體，可避免對(duì)高下管網(wǎng)造成負(fù)壓抽吸作用（即所謂無(wú)負(fù)壓無(wú)吸程）。

　　水源罐只能串接在進(jìn)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(duì)市政供水具有很好的削峰填谷作用，適用于全國(guó)各地各種市政水源情況。當(dāng)市政供水管網(wǎng)因故停水期間可由承壓水池提供一定時(shí)間的供水水源，適用于客戶(hù)要求高可靠供水的場(chǎng)合。

　　d、水泵機(jī)組：選用本公司具有非過(guò)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(huì)產(chǎn)生過(guò)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(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)，也可采用部分變頻技術(shù)方案（只有一臺(tái)泵為變頻調(diào)速拖動(dòng)）。

　　g、旁通管路：如果市政供水平時(shí)滿(mǎn)足水氣要求，僅在供水高峰時(shí)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(dòng)切換運(yùn)行。

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2、一體化供水設(shè)備

      負(fù)壓消除技術(shù)基本說(shuō)明 變頻成套供水設(shè)備采用微機(jī)變頻技術(shù)和有效的負(fù)壓處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)疊壓供水.具體如下: 該無(wú)負(fù)壓變頻供水設(shè)備通過(guò)真空補(bǔ)償系統(tǒng)及全封閉結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了與自來(lái)水管網(wǎng)的直接串接并且克服了對(duì)管網(wǎng)的不良影響。該無(wú)負(fù)壓變頻供水設(shè)備通過(guò)管網(wǎng)壓力表、真空抑制器及穩(wěn)流補(bǔ)償器中的檢測(cè)裝置采集穩(wěn)流補(bǔ)償器內(nèi)的真空度及水位信號(hào)實(shí)時(shí)反饋通過(guò)微機(jī)控制真空抑制器及穩(wěn)流補(bǔ)償器中的特殊裝置動(dòng)作抑制負(fù)壓產(chǎn)生保證該設(shè)備不對(duì)城市管網(wǎng)產(chǎn)生影響。 當(dāng)市政管網(wǎng)停水時(shí)水泵機(jī)組仍可工作直到穩(wěn)流補(bǔ)償器中的壓力下降至電接點(diǎn)所設(shè)定的下限壓力后自動(dòng)停機(jī)來(lái)水后自動(dòng)開(kāi)機(jī)。停電時(shí)水泵機(jī)組停止工作自來(lái)水可通過(guò)直通管路進(jìn)入用戶(hù)管網(wǎng)。來(lái)電時(shí)機(jī)組自動(dòng)開(kāi)機(jī)恢復(fù)正常供水

 

一體化供水設(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、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(guó)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(wèn)題。 

3、杜絕浪費(fèi)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(fèi)。

4、運(yùn)行噪聲低系列自動(dòng)化供水設(shè)備產(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。 

5、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(chǎng)所謂無(wú)負(fù)壓罐相比更具有實(shí)際意義并使控制系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化。 

6、該系列產(chǎn)品控制系統(tǒng)充分總結(jié)了本公司及國(guó)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(wèn)題。 

7、該系列全自動(dòng)供水設(shè)備產(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(cè)監(jiān)視和簡(jiǎn)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?？蔀橛脩?hù)開(kāi)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(jī)組、穩(wěn)流補(bǔ)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(guò)濾器、倒流防止器等組成

 

一體化供水設(shè)備原理

      設(shè)備進(jìn)水管與自來(lái)水管網(wǎng)直接相連，水在自來(lái)水管網(wǎng)剩余壓力驅(qū)動(dòng)下壓入設(shè)備進(jìn)水管，設(shè)備的加壓水泵在進(jìn)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(hù)所需的壓力后向出水管網(wǎng)供水；當(dāng)用戶(hù)用水量大于自來(lái)水管網(wǎng)供水量時(shí)，進(jìn)水管網(wǎng)壓力下降，當(dāng)設(shè)備進(jìn)水口壓力降到絕對(duì)壓力小于0（或設(shè)定的管網(wǎng)保護(hù)壓力）時(shí)，設(shè)備中的負(fù)壓預(yù)防和控制裝置自動(dòng)啟動(dòng)工作，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整直至設(shè)備停機(jī)待命，確保進(jìn)水管網(wǎng)壓力不再降低而對(duì)自來(lái)水管網(wǎng)造成不利影響；當(dāng)自來(lái)水管網(wǎng)供水能力恢復(fù)，進(jìn)水管網(wǎng)壓力恢復(fù)到保護(hù)壓力以上時(shí)，設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)，恢復(fù)正常供水；當(dāng)自來(lái)水管網(wǎng)剩余壓力滿(mǎn)足用戶(hù)供水要求時(shí)，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，由自來(lái)水管網(wǎng)直接向用戶(hù)供水，供水不足時(shí)設(shè)備自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行；當(dāng)用戶(hù)不用水或用水量很小時(shí)，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入停機(jī)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(hù)數(shù)量用水及管網(wǎng)漏水，用戶(hù)用水穩(wěn)壓保壓罐不能維持供水管網(wǎng)所需壓力時(shí)，設(shè)備自動(dòng)喚醒，恢復(fù)正常運(yùn)行。設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中充分利用自來(lái)水管網(wǎng)的剩余壓力，始終既不對(duì)自來(lái)水管網(wǎng)造成不利影響又最大限度的滿(mǎn)足用戶(hù)需求，降低供水能耗，實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行。