山东济南自动稳压供水设备的特点及分析.doc

一、 山东济南自动稳压供水设备的特点及分析
用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。
若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，某些用水区采用全自动变频供水成套设备，具有较大的经济和社会意义
随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能全自动变频供水成套设备取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。
二、自动稳压供水设备应用方式
通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵全开，供水量小时开一台或两台。在采用变频恒压供水设备进行恒压供水时，就用两种方式，其一是所有水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，最终达到管网恒压的目的，就一个闭环回路，较简单，但成本高。前种方法成本低，性能不比后种差，但控制程序较复杂，是未来的发展方向，我公司开发NKL-A系列变频恒压供水设备系统就可实现一变频器控制任意数马达的功能。下面讲到的原理都是一变频器拖动多马达的系统。
三、自动稳压供水设备特点：
1.投资省无需修建水池或水箱，也不需设置大型气压罐，节省了一大笔投资，而且由于能充分利用自来水管网依次依次供水压力加压泵选型可以减少，设备投资减少。
2.卫生无污染供水系统从自来水管网至用户水龙头为全封闭结构。污染物不会进入系统，水体不与空气直接接触，过滤部件采用食品级不绣钢制作，无二次污染机会，环保卫生。
3.生活封闭智能泵站节能效果显著设备直接与自来水管串接，在自来水厂一次供水管网压力的基础、上叠加所需的压力，差多少，补多少，能充分利用管网的余压，用水低峰期，设备甚至不需要运行，节能效果显著，与传统给水设备比，节能达30%-90%
4.节约水资源不用定期清洗，不浪费水资源和人力资源。节约维护费用。 
5.占地面积小，生活封闭智能泵站不需要建造蓄水池或水箱不需要配置大型气压罐，大大节约了系统占地面积，可以利用节约的土地提高地产利用率，符合国家节约土地的要求。
6.运行费用底，由于加压泵的选型较小，而且可采用多泵关联供水，在用水低峰直接利用城市依次供水压力供水，不需启泵，因此，设备运行过程中能耗非常底，降低了运行费用。
7.供水量不足时不会停止供水。
8.安装简便，变频供水设备原理到现场，只需连接进出水管，施工周期短，安装简单。
9.管理维护简便用于设备有一条公共供水管路与用户管网直接相通，在听电时加压泵虽停止工作，但自来水厂一次供水压力仍可维持供水。
10.变频供水设备原理为微机全自动控制变频调速运行，停电设备自动停机，来电自动开机，完撒谎能够的鼓掌检测，诊断技术和报警提醒似的设备的管理维护异常简便由于不会产生污染，因此无需麻烦的清洗工作。
11.供水泵优良，整机性能好。设备采用多级全不绣钢加压泵，泵壳，叶轮及主要配件均采用食品级不绣钢才智冲压或铸造，流通光滑，高效节能，与转平稳，噪音极底，整机性能优异，是理想的绿色环保节能型给水设备
四、自动稳压供水设备水源问题：
自动稳压供水设备是水源都是从蓄水池中来，这样自来水的压力就被卸掉了，而且蓄水池需要二次消毒设备。变频给水设备 系直接利用自来水管网压力的一种叠压式供水方式，卫生、节能、综合投资小。安装调试后，自来水管网的水首先进入稳流罐，并通过真空消除器将罐内的空气自动排除。当安装在设备出口的压力传感器检测到自来水管网压力满足供水要求时，系统不经过加压泵直接供给；当自来水管网压力不能满足供水要求时，检测压力差额，由加压泵差多少、补多少；当自来水管网水量不足时，空气由真空消除器进入稳流罐破坏罐内真空，即可自动抽取稳流罐内的水供给，并且管网内不产生负压
自动稳压供水设备，既能利用自来水管道的原有压力，又能利用足够的储存水量缓解高峰用水，且不会对自来水管道产生吸力。变频给水设备广泛应用在自来水管网压力不足的场合。按水泵(离心式水泵，下同)与管道连接方式的不同，供水方式可分为2种：①水箱—水泵加压供水；②管道泵加压供水。
五、自动稳压供水设备技术创新点：
　1、 将自来水管道供水系统中使用的水箱和水泵等联为一体，使水泵、控制柜、无负压装置等设备置于水箱中，通过水箱隔板使设备与水箱中的水隔离。由于水泵放置在水箱内（使用专用低噪音泵）大大减少了设备的噪音。
　2、 变频泵进水口与无负压装置和无负压时水装置连接。压力充足时，无负压装置自动开启，直接由市政管网供水，经过加压泵实现叠加增压给用户供水。当无负城市装置探测到市政管网压力下降时，无负压进水装置立即启动，无负压装置关闭。此时用户管道直接由加压泵从水箱内抽水补压，确保用户管道的压力充足。
　3、 水箱入口处采用了智能化的电磁阀来控制进水压力及水位。当管网压力下降加压泵从水箱取水时，可通过智能控制，当水箱水位低于一定液位时，再打开电磁阀从管网中放水，此时保证取水口一定的压力，此措施一可以避开高峰用水，起调峰作用，二是避免了普通水箱的零压力泄水，对管网压力是一个很好的保护作用。
　4、 此成套设备中水箱、水泵、管路及阀门等涉水材料均采用食品级不锈钢材料，不会对自来水产生二次污染，同时该设备设置智循环系统，每6个小时自动以水箱取水使用，以保证水箱的水质新鲜，卫生环保。
六、自动稳压供水设备优点是： 
a、 起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；
b、 由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命
c、 可以消除起动和停机时的水锤效应； 一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时， 可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。
虽然水泵在低速运行时，电动机的工作电流较小。但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流，导致电动机过热。因此，电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升，变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的，所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。
在主要功能预置方面，最高频率应以电动机的额定频率为变频器的最高工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时，只要在预置时设定PID功能有效，则所设定的升速和降速时间将自动失效。
七、自动稳压供水设备设置原理：
    自来水进入调节罐，罐内的空气从真空消除器内排出，待水充满后，真空消除器自动关闭。当自来水能够满足用水压力及水量要求时，设备通过旁通止回阀向用水管网直接供水；当自来水管网的压力不能满足用水要求时，系统通过压力传感器（或压力控制器、电接点压表）给出起泵信号起动水泵运行。水泵供水时，若自来水管网的水量大于水泵流量，系统保持正常供水；用水高峰期时，若自来水管网水量小于水泵流量时，调节罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空消除器进入调节罐，消除了自来水管网的负压，用水高峰期过后，系统恢复正常的状态。若自来水供水不足或管网停水而导致调节罐内的水位不断下降，液位给出水泵停机信号以保护水泵机组。夜间及小流量供水时可通过小型膨胀罐供水，防止了水泵的频繁启动
    自动稳压供水设备关键技术部分为智能控制系统（变频型）和调节罐的真空消除。智能控制系统核心部分采用西门子可编程控制器，程序软件的编制及设计由我厂资深专业技术工程人员充分根据水泵的运作特点在多年变频给水工程经验基础上精心编制而成，设备具有界面直观，操作简便可靠，性能稳定，高智能化等诸多特点。调节罐的真空消除也是该项目的关键技术，管网叠加的实现完全依靠罐上真空消除器在罐内水被抽空时及时消除罐内真空，从而达到罐内外压力平稳，由此不对市政管网造成负压影响，不影响其它市政管道用户的正常用水。
八、自动稳压供水设备适用范围 ：　　 
A、城乡居民生活供水
自动稳压供水设备备广泛用于各城乡的楼宇、生活小区供水，并有效杜绝了细菌的滋生、红虫的繁殖，为广大的住户提供更纯净、更优质的饮用水，既保证了居民用水安全，又节约了能耗，节省了费用开
典型的工程有：娄底新化鑫景名苑、邵阳洞口一中等。  
B、大型宾馆、酒店、医院等商业供水 
自动稳压供水设备广泛应用于各大型的宾馆、酒店能有效杜绝细菌的滋生、红虫的繁殖，为广大的用户提供更优质、更纯净的水，令入住的客人喝得放心，住得开心，同时也提升了企业形象。
 典型的工程有：义乌奥盛酒店、湘潭润玉酒店等。     
C、工业供自动稳压供水设备广泛用各类工业用水。  
典型的工程有：义乌葆春蜂王浆有限公司、邵阳市科瑞化学品有限公司等。
D、旧供水系统的改造
绝大多数的多层楼宇及部分高层楼宇，都是采用了上行下给的水池二次供水，住户长期受到水质的二次污染、水漏耗大及水压不足等困扰。
在改用了深井变频供水设备、楼顶管网作连接改造、使用了密封防死水设计的流量平衡器之后，生活供水再不需使用水池，自来水经设备叠加利用自来水管网的原有压力后，加压直接供水给住户，水质纯净卫生，压力充足稳定且节能降耗。
典型的工程有：中国水电八局，湘潭金荣广场等。
E、“一户一表”改造的配套使用             
“一户一表”现行较多采用的形式，是将每户水表统一安装在一楼，一户一条供水管。远科深井变频供水设备安装在总表后的进水总管上，叠加利用自来水管网的原有压力后加压直接供水给住户。
 典型的工程有：常德澧县自来水厂邵东翰林院项目等。
九、自动稳压供水设备技术条件
1）、电源可靠，应为双电源或双回路供电方式。具有电源适应性，设备输入电压波动和控制器输入电压波动不超过额定电压±10％时，应能正常工作。
2）、设备应具有自动调节水泵转速和软启动的功能。定压给水时，设定压力与实际压力差不得超过0.01MPa；变压给水时，给水系统工作压力应按管道工作特性曲线改变。
3）、设备应具有水池水位“报警”及水泵控制功能，超过最高水位时“报警”，降至最低水位时“报警”及停机，恢复到启泵水位时，自动启动。
4）、设备应有观察设定压力和实际压力显示、水泵供电频率显示以及观察故障显示的窗口。
5）、设备应有对各类故障进行自检、报警，对可恢复的故障应能自动或手动消警，恢复正常运行。
6）、设备应有过载、短路、过压、缺相、欠压、过热等的保护功能
7）、设备的环境要求：（1）温度：5～40℃。（2）相对湿度：温度20℃时，不大于90％。（3）海拔高度：不应超过1000m.（4）设备安装的地点，应无导电或性尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽。破坏绝缘的气体或蒸汽。
8）、电控柜的设置要求：（1）柜底应高出地面0.1m.（2）柜顶距屋顶（板顶）的距离不小于1.0m.（3）柜后壁距墙面应有0.8m 的通道
9）、管路系统应在最低处设泄水装置。
10）、要选用符合行业标准的产品，选择整机经过鉴定（评估）型式检验的产品。
十、自动稳压供水设备一般由缓冲罐、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　（如图2-1所示），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，如图2-2所示）
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。
十一、自动稳压供水设备八大优点：
( 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：无塔供水器设备系列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。
十二、自动稳压供水设备为了限制变频给水设备 超过管网能力取水而使管网压力下降，一些城市在“试用”、“准用”或“技术要求”等文件中，提出了各种限制条件，例如：
●市政管网管径为300mm时吸水管管径不大于100mm（管径限制）
●直接加压设备吸水管流速大于1.5m/S（流速限制）。
●单套变频变频给水设备 额定供水量不得大于32 m3/d（装机容量限制）。
●供水小区总建筑面积大得大于20万㎡（建筑面积限制）。
●利用管网压力不得大于0.12MPa（取水管路压降限制）。
●水泵吸入口压力低于0.2MPa时自动停泵（水泵吸水口压力限制）
●管网压力应大于或等于0.22MPa（管网压力限制）。
●使用该变频给水设备 对自来水管网串接处产生的压降应小于0.01～0.02 MPa(管网压降限制)。
　●市政供水管网口径应大于或等于DN300，楼前供水干管管径应大于DN150（管网管径限制）。
诸多的限制条件体现了管网方面对直接供水技术应用的谨慎态度和对直接装泵抽水的重重顾虑，这是可以理解的。但限制条件的保守、繁复﹑相互矛盾﹑缺乏依据或难以计算和预测时，会使设计者无法下手设计，设备投入使用前，用户无法明确得知该设备是否会被违规禁用，或在有条件使用者无法实施，显然不利于该项技术的推广应用
十三、自动稳压供水设备安装使用及保养：
1、安装应选择通风良好、灰尘少、不潮湿的场地，环境湿度为-10℃－40℃。在室外应设防雨，防雷等设施。
2、为方便深井变频供水设备安装、保养、设备四周应留70cm空间，人孔处应保留1.5m空间，四周地面应设排水沟。
3、选定深井变频供水设备场地后，要处理好地基、在用砼浇注或用砖石砌筑罐体支承座。待基座完全固化后，再吊装罐体并放稳，随后安装附件，接通电源。
4、在试车前，应先关闭供水阀，检查深井变频供水设备各密封阀情况，不允许有泄露现象，开车后，应注意机泵转向。当压力表指针到上限时，机泵自动停止。打开供水阀，即可正常供水、如需定时供水，可把选择开关扳到手动位置。
5、深井变频供水设备泵机组应经常检查，定期保养并加注润滑油。离心泵和止回阀如发现漏水现象，应及时紧固法兰螺丝或更换石棉根，检查机泵底脚螺栓不能松动，以防损坏深井变频供水设备。
6、深井变频供水设备系统，应防水、防尘、经常检查线路绝缘情况，连接螺栓是否松动和保险丝完好等情况。压力表外部最好用透明材料包裹，以防损坏深井变频供水设备。
7、罐体如发现漆皮脱落，应及时涂漆保养，以延长深井变频供水设备使用寿命。

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