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長沙沃爾特環(huán)保設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品： 二次供水設(shè)備，無負(fù)壓供水設(shè)備 |
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主營產(chǎn)品： 二次供水設(shè)備，無負(fù)壓供水設(shè)備 |
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恒壓供水程序沃爾特水設(shè)備有限公司,二次供水設(shè)備解決方案專家！
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0731-82244977
銷售地址：長沙高新開發(fā)區(qū)麓天路8號橡樹園5棟1樓
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#產(chǎn)品圖片1#
一、恒壓供水程序概述：
恒壓供水程序，一般可分為匹配式和非匹配式兩種形式。非匹配式給水需要配置高位水箱或水塔等蓄水設(shè)備，其特點(diǎn)是水泵的給水量總是大于用水量，且存在造價高、二次給水水質(zhì)易污染、能源消耗大、水錘效應(yīng)等問題。匹配式給水則是通過調(diào)速裝置隨用水量的大小及時調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到調(diào)整給水量的目的。 匹配式給水能維持給水系統(tǒng)給水壓力恒定，需要多少水就供多少水。此外，由于水泵的軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，而水泵轉(zhuǎn)速又與水的輸送量成正比，如果用水量減少，水泵的軸功率就可以大幅度下降，可以達(dá)到節(jié)能的目的。在目前的條件下，采用交流變頻調(diào)速器控制水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持給水的恒定壓力的方法是一種較完善的節(jié)能給水方式。據(jù)測算，恒壓供水程序與傳統(tǒng)給水方式相比，可節(jié)約初始投資10%，節(jié)能30%以上。所以，自90年代末以來，給水行業(yè)貫徹《城市給水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》中提出的"二提高三降低"(即提高給水水質(zhì)，提高給水安全可靠性，降低能耗、降低漏耗和降低藥耗)的要求，住宅小區(qū)的給水系統(tǒng)已逐漸取消了高位水箱，而采用恒壓供水程序給水，既滿足給水安全，又避免水質(zhì)的二次污染，對保證人們生活用水質(zhì)量有著非常重要的意義。此外,由于采用了PLC控制給水系統(tǒng)，消防給水的可靠性也大大提高，且很容易與生活給水系統(tǒng)統(tǒng)一控制。
二、恒壓供水程序設(shè)計方案
2.1 恒壓供水程序的要求
多層住宅小區(qū)已取消屋頂水箱，逐漸采用恒壓供水程序給水系統(tǒng)，而對于十二層及十二層以下的"小高層"，《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》中規(guī)定"當(dāng)采用小區(qū)集中給水泵房的生活消防共用給水系統(tǒng)時，可不設(shè)高位水箱。但應(yīng)符合下列規(guī)定：①泵房的給水服務(wù)半徑不宜大于150m;②消防泵和生活泵的電源應(yīng)不低于按二級負(fù)荷的要求供電或自備柴油發(fā)電機(jī);③消防泵的流量應(yīng)滿足生活和消防同時給水的流量;④泵房的出水壓力平時不應(yīng)大于0.45MPa，且應(yīng)保證室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)充滿水;在滅火時應(yīng)滿足室內(nèi)消防給水系統(tǒng)的壓力;⑤室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)豎管的頂部應(yīng)設(shè)自動排氣閥"。
2.2 恒壓供水程序用水量計算及水泵的選型
(1)用水量計算
設(shè)計流量的大小直接關(guān)系到水泵的選型、管網(wǎng)的口徑及給水的安全保證性。目前，一般住宅小區(qū)的設(shè)計流量主要包括以下幾方面;
?、倬用裆钣盟?②公共建筑用水;③消防用水;④綠化用水;⑤澆灑道路用水;⑥未預(yù)見水量及管網(wǎng)漏失水量。其中，公共建筑用水可按現(xiàn)行《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》給水當(dāng)量計算;澆灑道路和綠地用水量應(yīng)根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定，草本植物可選 2.0L/(m2·d);木本植物可選1.0L/(m2·d);未預(yù)見水量及管網(wǎng)漏損量，可按zui高日用水量的10%-15%合并計算。而zui難確定的是小區(qū)居民生活用水，這主要是住宅小區(qū)大小不一，幢數(shù)不同。這就決定了住宅小區(qū)居民生活用水量的確定，既不同于城市市政給水設(shè)計，也不同于建筑物室內(nèi)給水設(shè)計。平時我們進(jìn)行設(shè)計時，通常采用經(jīng)驗做法;小區(qū)生活用水干管按zui高日zui大時流量公式進(jìn)行計算，宅前支管和進(jìn)戶管按當(dāng)量以設(shè)計秒流量公式進(jìn)行計量。如表1為某設(shè)計院設(shè)計的某住宅小區(qū)的生活用水量計算結(jié)果。
表1 某住宅小區(qū)用水量計算表
用水地點(diǎn)戶數(shù)
或面積用水量
標(biāo)準(zhǔn)用水量(m3)系數(shù)備注
zui大日平均時zui大時2.23.5人/戶
住宅樓1647300L/人.d173072159
洗車52183L/m2.d1655
綠化370201.5L/m2.d1111111每日二次
未預(yù)見186918按10%計
合計204397193
按照城市自來水公司的給水安全性要求，每座水泵房的給水服務(wù)面積不允許超過50000m2，約450戶居民，按每戶3.5人計算，則總用水人數(shù)1575，按照城市住宅標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“住宅每人zui高日生活用水定額不應(yīng)小于230L"，可取300L/(人·d)。又根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GBJ15-88)第1.6.1中的方法，有以下的公式：
Qh = KhQd/T
式中 Qh-zui大小時生活用水量(m3/h);
Qd-zui高日用水量(m3/d);
T-每日(或zui大班)使用時間(h/d);
Kh-小時變化系數(shù)，本市可取2.2。
(2)恒壓供水程序水泵選型
目前，住宅小區(qū)的室外埋管均采用UPVC塑料給水管。根據(jù)上述計算結(jié)果及GBJ15-88規(guī)定，選擇室外管管徑為DN100。按照服務(wù)半徑150m及十二層建筑(2.8m層高)計算，取住宅分戶表前的靜水壓力70kPa(或十一躍十二層時為100kPa)，水表安裝距樓面高度1.0m，水泵揚(yáng)程估算：
H = 18.48×0.15×1.3+2.8×11+1.0+7.0 = 42.4m
或H = 18.48×0.15×1.3+2.8×10+1.0+10.0 = 42.6m
根據(jù)流量及揚(yáng)程，即可選擇水泵。由于市政常壓管網(wǎng)可直接提供綠化等其它常壓用水，故不考慮應(yīng)用水泵。
恒壓供水程序管網(wǎng)圖如圖1所示。圖1中1#、2#水泵為生活水泵，一用一備。3#、4#為消防水泵。傳感器的任務(wù)是檢測管網(wǎng)水壓，輸出信號為4～20mA。
2.3電氣控制原理圖設(shè)計
恒壓供水程序設(shè)備主要采用變頻調(diào)速器、可編程控制器(PLC)和PID調(diào)節(jié)器等器件構(gòu)成。消防水泵不需要調(diào)速，有火警信號時，由PLC控制直接啟動消防水泵即可，這里從略。下面主要介紹1#和2#生活水泵恒壓供水程序控制部分的設(shè)計。其電氣主回路圖如圖2所示。圖中變頻器VF的作用是實現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。1M~2M為生活給水泵電機(jī)，KM1~KM4為電機(jī)起停，互相切換的交流接觸器。壓力設(shè)定在PID回路調(diào)節(jié)器上進(jìn)行，可以為系統(tǒng)提供滿足用戶需要的水壓期望值。其實現(xiàn)方法是將壓力設(shè)定信號(通過面板設(shè)定)和壓力反饋信號(傳感器信號)送入PID回路調(diào)節(jié)器，由PID回路調(diào)節(jié)器在其內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸出給變頻器一個轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(4～20mA)。正常工作時，生活給水泵1臺工作，1臺備用。并由PLC控制實現(xiàn)定時輪換。當(dāng)給水設(shè)備開始工作時，先起動工作泵，管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值時，變頻器的輸出頻率則穩(wěn)定在一定的數(shù)值上。而當(dāng)用水量增加，管網(wǎng)水壓降低時，傳感器將這一信號送入PID回路調(diào)節(jié)器，PID回路調(diào)節(jié)器增大輸出信號，使變頻器的輸出頻率上升，水泵的轉(zhuǎn)速提高，水壓上升。如果用水量增加很多，使變頻器的輸出頻率達(dá)到zui大值，仍不能使管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值時，PLC就發(fā)出控制信號，將剛才運(yùn)行的水泵切換為工頻狀態(tài)，用變頻器起動備用泵。由PLC控制兩臺泵同時工作，一臺變頻運(yùn)行，一臺工頻運(yùn)行。反之，當(dāng)用水量減少，變頻器的輸出頻率達(dá)到zui小值時，PLC則發(fā)出信號，停備用泵。
由于變頻器的轉(zhuǎn)速控制信號是由PID回路調(diào)節(jié)器給出的，所以對PLC來講，不需要有模擬量輸入接口和模擬量輸出接口。減少了連線和附加設(shè)備，降低了給水設(shè)備的成本，增加了整套設(shè)備的可靠性。由于采用的PID回路調(diào)節(jié)器可以安裝在控制柜的面板上，且PID回路調(diào)節(jié)器可以進(jìn)行量綱的變換，因而可以進(jìn)行供水壓力的直接設(shè)定，直觀可靠。由于PID調(diào)節(jié)器內(nèi)部自帶了優(yōu)化算法，所以水壓的調(diào)節(jié)十分平滑，穩(wěn)定。當(dāng)接到火災(zāi)信號時，PLC控制消防泵啟動，管網(wǎng)由低壓轉(zhuǎn)到高壓，每單元的入戶管道的緊急關(guān)閉閥在壓力上限值時關(guān)閉，將生活管路斷開;火災(zāi)信號撤除時，系統(tǒng)自動恢復(fù)至恒壓供水狀態(tài)。為了保證水壓反饋信號值的準(zhǔn)確，可對該信號設(shè)置濾波時間常數(shù)。
三、恒壓供水程序調(diào)試
由于采用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制，變頻器的諧波干擾問題必須重視。變頻器的主電路一般為交-直-交組成，外部輸入的工頻電源經(jīng)三相橋路不可控整流成直流，經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開關(guān)元件(IGBT)逆變?yōu)轭l率可變的交流信號。在整流回路中，輸入電流的波形為不規(guī)則的矩形波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。在逆變輸出回路中，輸出電流是受PWM載波信號調(diào)制的脈沖波形，而IGBT大功率逆變元件的PWMzui高載頻可達(dá)15kHz。同樣，輸出回路中的高次諧波電流對負(fù)載直接干擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設(shè)備。針對變頻器的特點(diǎn)，我們在系統(tǒng)設(shè)計中采取以下措施解決諧波的干擾問題。
諧波的傳播途徑是傳導(dǎo)和輻射，解決傳導(dǎo)干擾主要是在電路中把傳導(dǎo)的高頻電流濾掉或者隔離;解決輻射干擾就是對輻射源或被干擾的線路進(jìn)行屏蔽。具體方法是：(1)在PLC和PID調(diào)節(jié)器的供電回路輸入側(cè)安裝隔離變壓器，切斷諧波電流。(2)在PID調(diào)節(jié)器、變頻調(diào)速器的輸入、輸出信號回路采用屏蔽線，且布線時與變頻器主回路控制線錯開一定距離(至少20cm以上)，切斷輻射干擾。(3)電動機(jī)和變頻器之間電纜應(yīng)穿鋼管敷設(shè)，并與其他弱電信號在不同的電纜溝分別敷設(shè)，避免輻射干擾。(4)變頻器使用接地線，且用粗短線接地，鄰近其他電器設(shè)備的地線必須與變頻器配線分開，使用短線。這樣能有效抑制電流諧波對鄰近設(shè)備的輻射干擾。
