自動變頻恒壓供水設備的工作原理及安全性分析

如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一項環境保護的專業知識——自動變頻恒壓供水設備的工作原理及安全性分析。

一、導讀

恒壓供水是一個供水體係正常運轉的重要因素，自動變頻恒壓供水設備能夠根據係統狀態快速調整供水壓力，實現全自動、無人值守、水壓恒定。自動變頻恒壓供水設備以其投資少、投資回收期短、係統運行穩定可靠、占地麵積小、高效節能、自動化程度高、操作控製方便等優勢，已逐步替代了傳統的水塔、高位水箱以及各種氣壓式供水設備。

二、自動變頻恒壓供水設備的工作原理

自動變頻恒壓供水設備係統由蓄水池、水泵機組、循環軟啟動變頻櫃、壓力傳感器、管路網絡等構成，變頻櫃由變頻調速器、變頻控製器（PLC）、低壓電器等組成，水泵一般選擇同型號2~4台。

設備通過壓力傳感器檢測管網壓力並變為電信號送至變頻控製器，經分析處理，將信號傳至變頻控製器來控製水泵轉速。當用水量增加時，管網壓力下降，此時水泵電機頻率升高，水泵轉速變快，出水量增加；當用水量減少時，水泵轉速變慢，減少出水量，使管網壓力維持設定壓力值。在多台泵運行時，逐機軟啟動，由變頻轉工頻至壓力流量滿足為止，實現了水泵的循環控製。係統設定的定時換泵控製功能，可均衡各泵的運行時間和磨損程度，延長泵組的整體使用壽命。

自動變頻恒壓供水設備有著高效節能、壓力調節精度高、流量可連續調節、自動化程度高、功能齊全、運行合理等特點。

三、自動變頻恒壓供水設備的安全性分析

1、變頻控製器：

變頻控製器雖然功能完善、可靠性高、適用性強、抗幹擾能力突出，但也有其安全隱患：對環境溫度及濕度的要求較高，通風散熱不足以及過高的濕度等惡劣工作環境，會使變頻控製器過熱或絕緣性能降低，引發故障；另外，設備本身的安全質量問題、參數設定不合理、電磁幹擾強烈等情況也會引起變頻控製器的故障；如果使用不當，維護保養工作不到位，也會出現運行故障，導致變頻器不能正常工作，甚至造成變頻器過早的損壞，而影響正常運行。故障可表現為程序及運算的錯誤，產生誤輸入、誤輸出，係統出現誤動作甚至失控。

2、水泵機組：

在變頻控製器故障的狀態下，水泵電機可能無法實現在工頻與變頻之間的轉換，水泵長時間工頻運轉，加大機械磨損，或可能出現機組頻繁啟、停，水泵承受劇烈的溫度變化和交變應力，引起汽蝕和水錘現象，產生振動、磨損和泄漏等事故，導致水泵、電機和開關器件壽命損耗，或幾台水泵可能無法正常輪轉，長期不使用的水泵出現生鏽堵轉；生活、消防合用的供水設備，可能由於消防或水位信號誤傳，造成泵組全部工頻啟動，供水管網壓力驟增，嚴重威脅供水管道及用水設施的安全，同時由於供水量的急劇增大，蓄水量一旦無法滿足，就會有水泵空轉、燒毀的危險；無正確操作規程、操作不當、管理不善等人為因素，也會給水泵機組帶來極大的安全隱患。論文發表。

四、自動變頻恒壓供水設備安全性的提高

1、完善功能設計：

（1）根據係統控製要求，進行合理的設備選型、可編程控製器的選取、參數的設定和程序的設計；

（2）變頻控製器具備過流、過壓、欠壓、過載、短路、過熱、失速防止、瞬時停電保護、複電自動啟動、小流量自動停機、電機溫度自動控製等自我保護與故障處理能力；

（3）水泵運行、切換過程全自動進行，具備故障自動報警、自動定期巡檢、自動累計工作時間、自動定時輪換、故障泵自動退出等功能，軟啟軟停，減少衝擊電流；

（4）蓄水池水位、溫差、壓差等監測控製完備；

（5）其它節能、可靠性需求。

2、變頻控製器的安裝、使用和維護

環境溫度控製在-10~+40℃之間，以25℃±3℃為最佳，不能安裝在發熱量大的電器元件之下，周圍有足夠的通風散熱空間；空氣相對濕度控製在95%以下（無結露）；遠離震動源，不可避免時需采取減震措施；控製櫃封閉性良好、機械強度高。

抗幹擾方麵，保證良好的接地，控製回路線使用屏蔽線，合理布線，強電和弱電分離、保持距離，增加抗無線幹擾濾波器等元件。

維護保養方麵，加強每天的巡檢及定期維修，完善日常運行巡檢項目，定期對變頻器進行斷電維修檢查，熟悉各種保護功能以確保正確使用變頻器及故障查找。

3、建立遠程監控係統：

依據設備的智能化控製係統，對水量、水壓、液位等進行遠程在線監控、監測，監視和記錄係統的工作狀況，反饋實時信息。對采集的數據進行統計和處理，對整個係統的網絡數據庫進行管理、查詢和分析，從而達到異地操作、監控和故障分析，實現通訊控製。

在實現全自動和遠程監控的同時，擺脫對“無人值守”的形式依賴，尤其對故障信息的處理，必須采取遠程操控和現場巡查相結合的管理模式。運行部門須建立完善的設備巡視檢查製度、定期維護保養製度，製定嚴密的操作規程和各種緊急預案，加強安全意識，防範安全隱患。論文發表。

4、設置設備出口安全閥

設置安全閥的目的是為防止變頻控製器和水泵機組出現故障時的過壓情況對供水係統所造成的危害，而並非為防止水錘。供水管網主幹道一般采用給水鑄鐵管，過壓情況一旦破壞了鑄鐵管在地溝內的固定支撐，管道就會發生位移，膠圈接口便會脫開，造成嚴重後果。另外，管道、設施超壓使用不但有爆裂危險，而且用水設施的快速開閉方式將會產生水錘，威脅到供水係統安全。

在安全閥的選型上，可選用以水等液體為介質的封閉微啟式安全閥或安全泄放閥，其工作原理是：當管路內壓力超過允許值時，安全閥將隨壓力超過允許值的增長而按比例開啟，繼而全量排放，當壓力降低到規定值時，安全閥會自動關閉，保證設備和管路的安全運行，安全閥的開度高度是微量的（為閥座喉徑的1／40～l／20），不允許突然開啟或關閉產生水錘現象。

五、結語

安全是相對的，即便是有著高科技和先進技術的自動變頻恒壓供水設備也同樣如此。作為基礎設施的重要組成部分，供水係統的安全問題必須重視，尤其以節能降耗及工藝優化需要為目的的住宅小區供水係統改造項目，需結合改造後的供水設備與住宅小區現有的供水係統的匹配情況，在設備投運初期即對係統運行的工作狀況嚴密監控，對各種參數反複設定，確保自動變頻恒壓供水設備的節能性、安全性真正達到長期的穩定與可靠。

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