水廠自動化和變頻恒壓供水系統簡介

2015-06-29 10:24:55

水是人民生活和國民經濟建設中不可或缺的自然資源。隨著工農業生產的發展和人口的增長，城市化建設不斷深入，各類高層建筑的拔地而起，人們對水的需求愈來愈多，尤其對供水品質、供水質量及供水安全等方面的要求越來越高。因此，如何提高水廠生產的可靠性和安全性，實現優質、低耗及高效供水，成為了整個行業共同追求的目標。

為此，我公司在保持水質監測行業技術領先的同時，聚集了一批自動化技術、水處理技術、網絡技術方面的資深專家，在水廠自動化及恒壓供水方面做了大量研究，經多年的實踐及經驗積累，結合我國制水行業的工藝特點及現狀，形成了一整套水廠自動化及恒壓供水的解決方案。

1.水廠自動化

所謂水廠自動化，即將水質檢測技術、水處理控制技術、變頻節能技術、綜合自動化系統、計算機網絡技術與水廠生產過程相結合，實現濾池自動化、投加自動化、泵站自動化、水質檢測自動化等全程自動控制及現場數據的信息采集，并通過網絡與水廠監控中心連接，實現"集中監控和管理、分散控制、數據共享"，以保證整個水廠的運行協調、一致的操作方式。

其系統框圖如下: 

圖1 水廠自動化系統架構圖

其中：

?設備層：由現場在線水質監測儀表、泵、閥、流量計、壓力計、液位計、鼓風機、攪拌機、加氯機等設備組成。為受控制對象。

?采集控制層：由車間控制中心和車間內分控柜組成，負責在線水質參數的采集傳輸、現場設備的自動控制，并上報到水廠監控中心。

?監控層：由服務器、數據庫、工程師站、操作員站、以太網交換機等組成。接收各個車間控制中心設備運行狀態、告警信息，實時顯示水廠工藝流程狀態，對設備可進行遠程控制，同時建立水質特征污染物數據庫，對原水處的實時光譜進行運算，實現水質預警。

水廠自動化建設中，我們將遵循先進性、實用性、可靠性、經濟性、開放性的原則，滿足供水工程生產管理和水處理工藝對自動化控制的要求。實現水廠生產過程的自動化，以及廠內生產調度、行政辦公、后勤管理、生產環境監視的網絡化和可視化，以適應目前我國政府部門和經濟部門正在推行的電子政務和電子商務的政策，將水廠建設成一座具有高度自動化和信息化水平、管理方便的現代化供水企業。

2.變頻恒壓供水

長期以來，傳統供水方式在市政供水、高層建筑供水、工業生產循環供水、消防供水等方面技術一直比較落后，自動化程度較，主要是因為傳統供水采取恒速泵加壓供水、氣壓罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和電池滑差離合器調速供水等方式。

分析研究發現，傳統供水方式普遍在不同程度上存在浪費水電資源、效率低、可靠性差、自動化程度不高等缺點，嚴重影響居民用水、工業系統用水以及消防用水安全。

隨著變頻技術的發展和人們對生活飲用水品質要求的不斷提高，變頻恒壓供水系統以其環保、節能和高品質供水等特點，廣泛應用于多層住宅小區及高層建筑的生活及消防供水中。

變頻恒壓供水系統控制流程圖如下：

圖2 變頻恒壓供水系統控制流程圖

變頻恒壓供水系統的調速系統可以實現水泵電機無級調速，依據用水量的變化自動調節系統的運行參數，在用水量發生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今最先進、合理的節能型供水系統。變頻恒壓供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，無論是設備的投資、運行的經濟性，還是系統的穩定性、可靠性、自動化程度等方面都具有無法比擬的優勢。

變頻恒壓供水系統的另一大優勢就是節能。下面我們以通過調節流量的方式將水泵的揚程特性做對比分析。

如圖 3所示，設用戶所需流量QX為額定流量的60%(即QX=60%QN)。當通過關小閥門來實現時，管阻特性將改變為曲線③，而揚程特性則仍為曲線①，故供水系統的工作點移至E點，這時，流量減小為QE(=Qx)，揚程增加為HE，供水功率PC與面積ODEJ成正比。

圖3 調節流量的方法與比較

當通過降低轉速使得Qx=60%Qn時，揚程特性為曲線②，故工作點移向C點。這時流量減小為QE（=Qx），揚程減小為Hc，供水功率PC與面積0DCK成正比。

比較上述兩種調節流量的方法可以看出，在所需流量小于額定流量(Qx<100%QN)的情況下，轉速控制方式下的揚程比閥門控制方式下的揚程小得多，所以轉速控制方式所需的供水功率也比閥門控制方式下的功率小得多。兩者之差△P便是轉速控制方式節約的供水功率，它與面積KCEJ成正比。由此可見，其節能效果非常顯著。

因此，變頻恒壓技術與PLC控制技術相結合，使供水系統向著高可靠性、全數字化微機控制、高度智能化、系列化、標準化的方向發展。同時，這種技術也是未來供水設備適應城鎮建設中成片開發、智能樓宇、網絡供水調度和整體規劃要求的必備技術。