一体化给水设备自动化被遗忘的财富高地

  　在节能减排的新形势下，高层建筑供水对于自动化产品提出了更高的要求。良好的质量控制，使产品能够高效稳定的运行，为保证供水设备高效稳定运行，一体化给水设备对控制系统的高可靠性要求，要求PLC支持多种冗余方式，能够更好的提高系统的可靠性，提高水厂、污水厂的运行效率，为更严格的水质达标提供保证。

 

一体化给水设备自动化产品的需求

　　节能减排作为当前水行业发展的重要任务之一，其工作的进展备受瞩目。而一体化给水设备自动化与信息化技术作为水行业发展中的后助力量，保障着节能减排工作的有续进行。它将解决生产水、供水、排水处置及污水处置的过程控制与管理智能化，从而最大限度地减少水资源的浪费，基本实现水资源的优化配置，最大限度的让水资源循环利用起来。

 

　　在新的形势下，一体化给水设备对于自动化产品提出了更高的要求。良好的质量控制，使产品能够高效稳定的运行，为保证水厂高效稳定运行，一体化给水设备对控制系统的高可靠性要求，要求PLC支持多种冗余方式，能够更好的提高系统的可靠性，提高水厂、污水厂的运行效率，为更严格的水质达标提供保证。

 

　　为了降低系统的能耗、药耗，要求系统具有丰富的控制算法，如过程控制算法、模糊控制等高级过程控制算法、变频调节控制算法等，能够集成电能管理、智能控制水泵。同时，具有灵活的开放性。就供水工程特点而言，在一个项目中可能包含多家供应商的产品，要求电控系统具有强大的包容性，并符合IEC国际标准。

 

　　为了节省成本、减少系统维护的工作量，要求控制系统具有易用易维护的特点，要求所有模块均支持带电插拔、可通过SD存储卡对系统程序进行升级、备份，背板上设计有防混销以避免插错模块，独特的接线端子设计，并提供预接线系统。因为水行业自动化专业人员相对较为匮乏，大部分技术人员主要从事工艺维护，因此希望自动化系统稳定、可靠，既便出故障也只需简单操作就能快速使系统恢复，最大程度的减少对连续供水或污水处理的影响。

 

　　自动化产品在一体化给水设备市场应用非常广泛，未来新建项目和改造项目都将带动PLC、变频器、各种仪表、SCADA等一系列自动化产品市场的增长。伴随着供水行业自动化水平的不断提高，行业对自动化监控软件的需求增长；同时随着城镇项目的增加，项目对系统要求相对较低，并且由于这样的中小型项目成本受到一定限制，在未来城镇项目中，中小型PLC应用增加，本土品牌的变频器应用将会增加。

 

一体化给水设备说明

1、一体化供水设备

      控制技术基本说明变频成套供水设备系统设定一恒定压力值如果管网压力高于设定压力值时压力变送器将管网压力反馈给变频控制柜自来水可通过直供管路直接到达用户管网对用户进行供水。当市政管网压力变化或用户管网用水量变化使管压力低于设定压力时压力变送器将管网压力反馈给变频控制柜中的PlD控制器通过PlD控制器调整变频器的输出频率启动水泵机组并调节水泵转速保持恒压供水如果不能满足供水要求时则控制柜将控制多台工频泵的启停和变频泵的转速从而达到恒压变量供水的要求。

 

配套缓冲罐的接力增压设备与配套水源罐的接力增压设备运行原理有一定差异，下面分别予以说明。

　　1、配套缓冲罐的设备

　　设备说明

　　成套设备一般由缓冲罐、水泵机组、气压罐控制柜及控制仪表组成，各部分说明如下：

　　a、缓冲罐：是接在设备入口处的气压罐，简称缓冲罐，给水运行时罐内部分容积为压缩空气，靠压缩空气的贮能，对各种突变冲击具有很好的减缓消除作用，同时对市政供水具有一定动态补偿作用。

　　有2种不同结构的缓冲罐，隔膜缓冲罐采用天然橡胶隔膜材料，因完全密闭更有利于保持水质标准，普通钢制缓冲罐内壁涂有符合卫生标准的防腐涂料，但补气时会与外界空气接触。

　　缓冲罐即可串接使用，也可并接使用（进出水为同一管道，作为分支与市政管路相接

　　b、水泵机组：选用本公司具有非过载特性的水泵，其工作特性可以适应水源的较大范围内的压力变化，不会产生过载现象。

　　c、气压罐：其作用与通常2次增压供水设备中的气压罐相同，本系列标准产品采用的隔膜式微型气压罐，主要利用其保压功能，有利于设备的智能化自动节能控制。

　　d、变频控制柜：可采用全变频控制系统，即所有水泵均采用变频调速拖动，也可采用部分变频控制系统（样本标准产品只有1台泵为变频调速拖动）。

　　e、旁通管路：如果市政供水平时能够满足水压要求，仅在供水高峰时压力不足，可加载旁通管路，可使市政下拉供水与增压供水实现自动切换运行。

　　（1）当市政管网高压时，设备处于停机状态，市政水源过缓冲罐、旁通管路直接向用户管网供水。

　　（2）当市政管网欠压时，设备自动启动，在原不水压基础上变频调速增压（恒压）供水，由于是按“差多少，补多少”的原则增压，所以在全流量范围即满足了用户恒压供水的需求，同时又实现了高效节能运行。运行过程中密闭的缓冲罐相当一段管路，新鲜卫生的自来淼不断流过水源罐，不会遭受外界污染。

　　（3）设备运行中，缓冲罐部分容积为压缩空气（其压力与市政水压相同），因而贮存了一定压力势能，靠此贮能可大大减缓各种冲击对市政水源的影响，同时对市政供水具有动态的削峰补偿作用。当市政服务压力从P2降至P1时，缓冲罐提供的最大补偿水量与缓冲罐总容积关系为：

　　V＃＝（1-P1/P2）　V总＝KV总

　　V＃－供水高峰市政压力从P2降至P1期间水源罐给出的补偿水量（m3）

　　P1－市政供水高峰期最低压力（绝对压力）

　　P2－市政供水高峰期前的压力（绝对压力）

　　V总－水源罐的总容积（m3）

　　例：供水高峰期，市政水源压力从20mH2O降至mH2O，则在该期间水源罐给出的补偿水量为V＃＝（1-15/30）　V总＝0.5V总（m3），占总容积的50％。显然这是一种切实有效的动态补偿作用，如果所有用户的增压设备均具有这种补偿作用，则总体上对市政供水可起到一定削峰填谷的效果，高峰期间管网服务压力不至于下降得太低。

　　（4）缓冲罐上配有控制仪表，当市政管网压力低于设定下限值时可自动停机（禁止运行），防止过度抽吸市政水源及防止抽水运行。

　　2、配套水源罐的设备

　　设备说明

　　成套设备一般由自动隔离阀（选购件）、水源罐（或承压水池）、水泵机组、气压罐、变频控制柜（含控制仪表）组成。各部分说明如下：

　　a、自动隔离阀或节流装置（选购件）：用于隔离市政水源，可任意设定动作压力，当市政水源压力低于该值时，隔离装置动作，切换到水源罐或承压水池供水。也可考虑使用廉价的节流装置代替隔离阀，限制最大进水流量，供水不足部分靠水源罐补偿。

　　b、水源罐：给水运行时罐内全部容积充满了水，由于无压缩空气贮能，对各种冲击的缓冲作用和对市政水源的动态补偿效果不如缓冲罐。但当市政水源压力太低，水源罐出水（供水）大于进水量时，罐内贮水容积可全部用来补偿市政水源的不足。

　　水源罐提供补偿水量期间，靠真空抑制器使空气自动进入罐体，可避免对高下管网造成负压抽吸作用（即所谓无负压无吸程）。

　　水源罐只能串接在进水管路中使用。

　　c、承压水池：一般为钢筋混凝土结构，与水源罐工作原理相同，因其容积大，对市政供水具有很好的削峰填谷作用，适用于全国各地各种市政水源情况。当市政供水管网因故停水期间可由承压水池提供一定时间的供水水源，适用于客户要求高可靠供水的场合。

　　d、水泵机组：选用本公司具有非过载特性的水泵，其工作特性可适应市政水源的较大范围内的压力变化，不会产生过载现象。

　　e、气压罐：其作用与通常2次增压供水设备中的气压罐相同，标准产品设计中采用隔膜微型气压罐，主要利用其保压功能，有利于设备的智能化自动节能控制。

　　f、变频控制柜：可选择采用全变频技术方案，即所有水泵均采用变频拖动，也可采用部分变频技术方案（只有一台泵为变频调速拖动）。

　　g、旁通管路：如果市政供水平时满足水气要求，仅在供水高峰时压力不足，可加载旁通管路，使市政直接供水与增压供水自动切换运行。

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2、一体化供水设备

      负压消除技术基本说明 变频成套供水设备采用微机变频技术和有效的负压处理技术实现叠压供水.具体如下: 该无负压变频供水设备通过真空补偿系统及全封闭结构实现了与自来水管网的直接串接并且克服了对管网的不良影响。该无负压变频供水设备通过管网压力表、真空抑制器及稳流补偿器中的检测装置采集稳流补偿器内的真空度及水位信号实时反馈通过微机控制真空抑制器及稳流补偿器中的特殊装置动作抑制负压产生保证该设备不对城市管网产生影响。 当市政管网停水时水泵机组仍可工作直到稳流补偿器中的压力下降至电接点所设定的下限压力后自动停机来水后自动开机。停电时水泵机组停止工作自来水可通过直通管路进入用户管网。来电时机组自动开机恢复正常供水

 

一体化供水设备八大优点：

1、高效节能充分利用市政水源本身具有的压力热能差多少补多少切实有效地、最大限度地发挥了变频调速的节能效果。

2、洁净卫生构成连续密闭的增压供水方式完全保持了市政水源的国家水质卫生标准从根本上避免了增压系统造成的水质标准降低和各种水源污染问题。 

3、杜绝浪费不仅淘汰了高位水箱还彻底地取消了地面地下水池水箱完全杜绝了水箱溢流定期清洗造成的水源浪费。

4、运行噪声低系列自动化供水设备产品采用全变频调整方案时大部分时间特别在夜间处于低噪声运行工况。 

5、设计了全密闭的、兼有缓冲作用和动态补偿作用的水源箱罐与目前市场所谓无负压罐相比更具有实际意义并使控制系统得以简化。 

6、该系列产品控制系统充分总结了本公司及国内外变频给水设备的设计制造经验采用规范通用的控制系统技术方案可换用任意厂商的变频器、调节器、PLC和其他元器件调试维修特别方便为产品的终身售后服务奠定了良好基础不会因技术进步而导致售后服务问题。 

7、该系列全自动供水设备产品控制系统具有较高智能性设计中充分考虑了机、电、仪协调配合具有欲速则不达的检测监视和简单方便的人机交互功能。具有全面的故障保护功能和对策变频器故障保护时自动降级运行成为工频自动给水设备自动系统故障时还可手动操作应急备用赢得维修时间。 

8、可按要求选配各种通讯接口、协议从而可连接各种人机界面、监控计算机可与各种控制网络通信网络相接适用于特殊、复杂的运行控制和联网监控要求。可为用户开发配套监控软件。

 

一体化供水设备的组成

      一体化供水设备主要由变频调速水泵机组、稳流补偿器、真空抑制器、压力和流量传感器、预压自平衡器、控制柜、过滤器、倒流防止器等组成

 

一体化供水设备原理

      设备进水管与自来水管网直接相连，水在自来水管网剩余压力驱动下压入设备进水管，设备的加压水泵在进水剩余压力的基础上继续加压，将供水压力提高到用户所需的压力后向出水管网供水；当用户用水量大于自来水管网供水量时，进水管网压力下降，当设备进水口压力降到绝对压力小于0（或设定的管网保护压力）时，设备中的负压预防和控制装置自动启动工作，对设备运行状态进行调整直至设备停机待命，确保进水管网压力不再降低而对自来水管网造成不利影响；当自来水管网供水能力恢复，进水管网压力恢复到保护压力以上时，设备自动启动，恢复正常供水；当自来水管网剩余压力满足用户供水要求时，设备自动进入休眠状态，由自来水管网直接向用户供水，供水不足时设备自动恢复运行；当用户不用水或用水量很小时，设备自动进入停机休眠状态，由设在设备出水侧的小流量稳压保压罐维持用户数量用水及管网漏水，用户用水稳压保压罐不能维持供水管网所需压力时，设备自动唤醒，恢复正常运行。设备运行过程中充分利用自来水管网的剩余压力，始终既不对自来水管网造成不利影响又最大限度的满足用户需求，降低供水能耗，实现供水系统最优运行。