一體化給水設(shè)備自動(dòng)化被遺忘的財(cái)富高地
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(chǎng)、污水廠(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)、污水廠(chǎng)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(xiàn)端子設(shè)計(jì)，并提供預(yù)接線(xiàn)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。
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
網(wǎng)站：
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(chǎng)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。可為用戶(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。
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