武海清

摘 要：為了保證城市供水系統(tǒng)在運(yùn)行方面的穩(wěn)定性，應(yīng)認(rèn)識(shí)到城市供水系統(tǒng)的特點(diǎn)以及變頻調(diào)速設(shè)備的作用，結(jié)合供水系統(tǒng)的實(shí)際作用進(jìn)行科學(xué)的管理，保證城市供水的穩(wěn)定。本文就恒壓類型供水方面變頻調(diào)速設(shè)備的使用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速器；供水；恒壓類型

水是人們生活中必備的關(guān)鍵性資源，現(xiàn)代城市居住人數(shù)總量在持續(xù)增加，這樣就給城市供水系統(tǒng)帶來(lái)了較大的壓力，需要供水系統(tǒng)能優(yōu)化當(dāng)前供水體系中設(shè)備以及技術(shù)，保證供水質(zhì)量的穩(wěn)定。而在當(dāng)前機(jī)械設(shè)備不斷發(fā)展的現(xiàn)代，也出現(xiàn)變頻調(diào)速類型設(shè)備，是供水管理質(zhì)量有了顯著的提升。

1 變頻調(diào)速器設(shè)備的特點(diǎn)

各地區(qū)居民的用水量常處于不斷變化當(dāng)中，季節(jié)因素、氣候因素、居民生活習(xí)慣等因素均可能會(huì)對(duì)用水的多少產(chǎn)生影響，這也使得供水系統(tǒng)可能會(huì)運(yùn)行中出現(xiàn)供水過(guò)?；蛘呤枪┧蛔愕那闆r。而供水系統(tǒng)運(yùn)行中水量過(guò)多或者是水量過(guò)小還會(huì)對(duì)供水的水壓大小造成影響。如果供水量多而用水量少，會(huì)導(dǎo)致供水系統(tǒng)的整體壓力較低；而供水系統(tǒng)的供水量過(guò)大而用水量較小，則會(huì)導(dǎo)致供水系統(tǒng)的整體壓力較高。這種供水壓力高低起伏的情況會(huì)對(duì)居民的正常用水產(chǎn)生干擾，使供水質(zhì)量難以得到維持恒定。

在過(guò)去的供水體系當(dāng)中，通常會(huì)將水箱放置到較高的位置上，利用水具有的動(dòng)力勢(shì)能以及壓力罐設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。但這種運(yùn)行模式可能會(huì)在供水水壓穩(wěn)定性方面存在不足，給居民正常用水帶來(lái)不確定性，不利供水體系的穩(wěn)定運(yùn)行。在過(guò)去供水系統(tǒng)弊端逐漸顯現(xiàn)的當(dāng)代也出現(xiàn)了眾多新型的供水模式，其中變頻調(diào)速類型供水系統(tǒng)就是其中的典型代表，通過(guò)這種設(shè)備的使用就能讓供水系統(tǒng)中的水壓趨于穩(wěn)定。并且這種變頻調(diào)速設(shè)備的功能性以及穩(wěn)定性也正在逐步提升，目前該設(shè)備在使用中可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定啟動(dòng)，這也就避免了設(shè)備在強(qiáng)制啟動(dòng)的情況下對(duì)供水系統(tǒng)穩(wěn)定性造成的影響，進(jìn)一步強(qiáng)化了供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

這種供水壓力調(diào)節(jié)設(shè)備在實(shí)際使用的階段中也在不斷的優(yōu)化，使這一設(shè)備的可操控性能、節(jié)能性能都得到了明顯的強(qiáng)化，促進(jìn)了這一設(shè)備性能的全面提升，進(jìn)而帶動(dòng)了供水體系的供水質(zhì)量的發(fā)展。

2 恒壓供水類型變頻設(shè)備的運(yùn)用

為了能在保證居民用水正常的同時(shí)還能達(dá)到良好的節(jié)能效果，當(dāng)代供水系統(tǒng)通常會(huì)采用根據(jù)需要調(diào)整運(yùn)行水泵的數(shù)量，當(dāng)社會(huì)對(duì)供水需求量較高的時(shí)候讓供水系統(tǒng)中的水泵全部高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提升供水系統(tǒng)的實(shí)際性能；而當(dāng)居民用水量偏低的時(shí)候，也可以通過(guò)關(guān)閉一部分水泵的方式來(lái)降低供水系統(tǒng)的能耗，讓供水系統(tǒng)的運(yùn)行更加節(jié)能。但這種水泵分組運(yùn)行的模式在實(shí)行的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)壓力方面的問(wèn)題，對(duì)供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響，所以現(xiàn)代供水系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候?yàn)榱吮ＷC水壓的穩(wěn)定通常會(huì)配備變頻調(diào)速設(shè)備對(duì)水壓進(jìn)行管控。

當(dāng)前使用變頻調(diào)速設(shè)備進(jìn)行恒壓供水的時(shí)候通常有兩種模式，一種所有供水水泵共同配備一臺(tái)變頻調(diào)速設(shè)備的模式，由一臺(tái)變頻調(diào)速設(shè)備對(duì)所有的水泵進(jìn)行同時(shí)管理；另一種是每臺(tái)水泵均配備一臺(tái)變頻調(diào)速設(shè)備的模式，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)設(shè)備對(duì)水泵的一對(duì)一管理。這兩種運(yùn)行管理模式各有特點(diǎn)，在實(shí)際的供水水壓調(diào)節(jié)管理中發(fā)揮了不同的作用。水泵和變頻調(diào)速設(shè)備一一配對(duì)組合的方式，能讓變頻調(diào)速設(shè)備對(duì)水泵進(jìn)行高效、精準(zhǔn)的管理，這種管理模式雖然簡(jiǎn)單，但在實(shí)際的實(shí)行中由于需要多臺(tái)變頻調(diào)速設(shè)備進(jìn)行輔助，增加了供水系統(tǒng)的整體成本。

3 控制原理分析

根據(jù)反饋原理：要想維持一個(gè)物理量不變或基本不變，就應(yīng)該引這個(gè)物理量與恒值比較，形成閉環(huán)系統(tǒng)。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(huán)系統(tǒng)。但被控制的系統(tǒng)特點(diǎn)是非線性、大慣性的系統(tǒng)，現(xiàn)在控制和PID相結(jié)合的方法，在壓力波動(dòng)較大時(shí)使用模糊控制，以加快響應(yīng)速度；在壓力范圍較小時(shí)采用PID來(lái)保持靜態(tài)精度。這通過(guò)PLC加智能儀表可時(shí)現(xiàn)該算法，同時(shí)對(duì)PLC的編程來(lái)時(shí)現(xiàn)泵的工頻與變頻之間的切換。實(shí)踐證明，使用這種方法是可行的，而目造價(jià)也不高。

4 控制原理分析

用變頻調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水相比，節(jié)能效果十分顯著。起動(dòng)平衡，起動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長(zhǎng)泵和閥門等的使用壽命?？梢韵饎?dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)；一般地說(shuō)。當(dāng)由一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，只需使變頻器的配用電動(dòng)機(jī)容量與實(shí)際電動(dòng)機(jī)容量相符即可。當(dāng)一臺(tái)變頻器同時(shí)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，原則上變頻器的配用電動(dòng)機(jī)容量應(yīng)等于兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的容量之和。

雖然水泵在低速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的工作電流較小。但是，當(dāng)用戶的用水量變化頻繁時(shí)，電動(dòng)機(jī)將處于頻繁的升、降速狀態(tài)，而升、降速的電流可略超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。因此，電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)是必需的。對(duì)于這種由于頻繁地升、降速而積累起來(lái)的溫升，變頻器內(nèi)的電子熱保護(hù)功能是難以起到保護(hù)作用的，所以應(yīng)采用熱繼電器來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)。

在主要功能預(yù)置方面，最高頻率應(yīng)以電動(dòng)機(jī)的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時(shí)間在采用PID調(diào)節(jié)器的情況下，升、降速時(shí)間應(yīng)盡量設(shè)定得短一些，以免影響由PID調(diào)節(jié)器決定的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程。如變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能時(shí)，只要在預(yù)置時(shí)設(shè)定PID功能有效，則所設(shè)定的升速和降速時(shí)間將自動(dòng)失效。

5 恒壓供水系統(tǒng)特點(diǎn)

優(yōu)化的節(jié)能控制軟件，使水泵實(shí)現(xiàn)最大限度地節(jié)能運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際用水情況設(shè)定管網(wǎng)壓力，自動(dòng)控制水泵m水量，減少了水的跑、漏現(xiàn)象。運(yùn)行可靠：由變頻器實(shí)現(xiàn)泵的軟起動(dòng)，使水泵實(shí)現(xiàn)由工頻到變頻的無(wú)沖擊切換，防止管網(wǎng)沖擊、避免管網(wǎng)壓力超限，管道破裂。采用全中文工控組態(tài)軟件，實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)站點(diǎn)，如電機(jī)的電壓、電流、工作頻率、管網(wǎng)壓力及流量等。并且能夠累積每個(gè)站點(diǎn)的用電量，累積每臺(tái)泵的出水量，同時(shí)提供各種形式的打印報(bào)表，以便分析統(tǒng)計(jì)。如某臺(tái)泵出現(xiàn)故障，主動(dòng)向上位機(jī)發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)啟動(dòng)備用泵，以維持供水平衡。萬(wàn)一自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，用戶可以直接操作手動(dòng)系統(tǒng)，以保護(hù)供水。

6 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代城市在發(fā)展中，其各方面均發(fā)生了全面的提升，而水資源是人們能正常生活的基礎(chǔ)，當(dāng)前城市對(duì)供水質(zhì)量也有了更高的要求，需要城市供水能在水壓方面有良好質(zhì)量。這也就需要供水系統(tǒng)管理人員不斷的對(duì)供水設(shè)備以及供水技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，讓供水系統(tǒng)在運(yùn)行方面有更強(qiáng)大的作用。

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