四水廠變頻恒壓供水方案探討

1、四水廠變頻恒壓供水方案探討工程設計室 高鑫摘要：在四水廠現(xiàn)有設備的基礎上加裝一臺變頻裝置，實現(xiàn)恒壓供水。關鍵詞：變頻器、恒壓。一、 概述我們四水廠供水設備為四臺高壓送水泵，三用一備，每臺泵為10KV高壓繞線型電動機（三臺500KW，二用一備，一臺250KW，一臺500KW）；一臺500KW水泵出水量為2400T/H，一臺250KW水泵出水量為1200T/H;現(xiàn)在供水方式為階梯式式供水，即供水量為1200T/H、2400T/H、3600T/H、4800T/H、6000T/H幾個檔位，這種供水方式不利于水壓水量的控制，在供水系統(tǒng)中，恒壓供水是指在供水網(wǎng)系中用水量發(fā)生變化時，出口壓力保持不變的供水方

2、式。變頻恒壓供水系統(tǒng)采用一臺變頻裝置，來控制一臺高壓水泵的出水量02400T可調(diào)，從而實現(xiàn)06000T/H可調(diào)，控制供水高峰期到供水低谷期的水量，以達到恒壓供水的目的。二、系統(tǒng)組成四水廠控制采用集散式系統(tǒng)，用計算機(PC)、可編程控制器(PLC)、及軟起（MCC）來實現(xiàn)對水泵的控制和數(shù)據(jù)傳輸；此方案是在原控制的基礎上用水泵房的可編程邏輯器和變頻裝置相連用組成變頻恒壓供水監(jiān)控系統(tǒng)，通過變頻調(diào)速實現(xiàn)恒壓供水、滿足節(jié)能降耗的要求，而且有利于實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化及遠程監(jiān)測。用水量變化具有隨機性，用水高峰時水壓不足，低谷時又造成能量浪費。變頻恒壓供水系統(tǒng)根據(jù)公共管網(wǎng)的壓力變化，通過PLC和變頻器自動調(diào)節(jié)水泵

3、的增減、水泵電機的運行方式及電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)恒壓供水，既防止了能量空耗，又避免出現(xiàn)電機啟動時沖擊電流對設備的影響。其組成如下圖所示：上位機（計算機），下位機（PLC），變頻器或軟啟，水泵。三、 原理及改造方案： 系統(tǒng)由兩只量程為01.0Mpa的壓力變送器檢測水泵后的輸水管道的壓力，壓力變送器將檢測到的壓力信號轉(zhuǎn)換為420mA的電流信號，送到PLC子站的模擬量輸入模板，通過PLC的PID運算，由模擬量輸出模板輸出420mA的電流控制變頻泵的運行。根據(jù)供水量情況，我們把變頻器的工作頻率上限設定為水泵基頻，即頻率變化范圍控制在050Hz，在此范圍內(nèi)水泵運行頻率和定子相壓成正比（及與變頻器輸入頻率成正

4、比），這使得變頻器輸入、水泵運行頻率和泵的輸出壓力成較好的線形關系，可得到較好的控制效果。在02400T/h范圍內(nèi)，由變頻裝置所控制的水泵即可達到較好的控制效果，如果一臺水泵達到工頻后仍滿足不來水量（壓力）的需求，此時PLC發(fā)出指令由軟啟動器啟動第二臺水泵，第一臺有變頻裝置控制的水泵仍回到050Hz的控制狀態(tài)，從而實現(xiàn)24004800T/H水量可調(diào)；其余一次類推。在恒壓調(diào)節(jié)時，PLC處理器把壓力變送器檢測到的壓力信號作為反饋值，與PID運算的壓力設定值（由調(diào)度人員根據(jù)情況設定）進行比較，再經(jīng)過PID運算得到調(diào)節(jié)后的修正值，通過模擬量輸出模板輸出到變頻裝置上，控制電機的工作頻率。為了防止運行時由

5、于壓力變送器不可預見的故障造成PLC的PID運算調(diào)節(jié)失實，從而造成管網(wǎng)壓力失恒引發(fā)失壓或爆管的嚴重事故。我們分別在1#和2#變頻泵后輸水管上安裝壓力變送器，可以同時測到出廠輸水管線上的壓力；在PLC程序上對壓力信號進行了相應的處理，在程序中設置選擇軟開關，調(diào)度人員可以將其中一臺壓力變送器的值設定為“控制反饋值”，另一臺壓力變送器的值則設為“參考反饋值”，對1#壓力和2#壓力值進行比較，相差0.1Mpa時，判斷為，其中一只壓力變送器出現(xiàn)故障，變頻器控制轉(zhuǎn)換為遠程直接手動調(diào)頻控制。壓力變送器正常工作時，“控制反饋值”經(jīng)過平均濾波處理后，分別比較壓力報警上限和下限值，如果超出控制范圍，變頻器控制轉(zhuǎn)換為遠程直接手動調(diào)頻控制。 四、 改造后的優(yōu)點1 .我們公司晝夜供水量變化很大，如果采用定速泵進行供水必然會導致高峰供水時段內(nèi)管網(wǎng)供水壓力不足，夜間用水量較小時管網(wǎng)壓力過高，造成爆管現(xiàn)象。采用變頻恒壓控制后，變頻器的頻率隨郫縣用水量的變化而變化，及時調(diào)節(jié)我廠市區(qū)供水量，從而使市區(qū)區(qū)管網(wǎng)壓力在一個較小的范圍內(nèi)變化。  2.通過采用變頻調(diào)速恒壓控制，可在不同季節(jié)、全天不同時段內(nèi)有效即時地調(diào)控水量，這樣在用水量較低時，大大節(jié)約供水量，減少電耗。 在設