水泵恒壓供水方案泵房供水電機(jī)一般以恒定速度運(yùn)行，用大小泵切換或調(diào)節(jié)進(jìn)出水閥的方式調(diào)節(jié)水壓及流量,以知足各類不同的需求.這種低效率控制流量的方式，不能知足實(shí)際工作要求，由于工作中水量轉(zhuǎn)變，可能使平均水壓升高，一方面造成沒必要要的能量消耗還會(huì)使管網(wǎng)因較大的壓力沖擊，使管網(wǎng)破裂;另一方面使水壓不穩(wěn)，影響供水品質(zhì).采用變頻恒壓供水自動(dòng)化控制的特點(diǎn)：節(jié)省電能，降低能源消耗，能24小時(shí)維持恒定壓力，并按照壓力信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)備用泵，無級(jí)調(diào)整壓力，供水質(zhì)量好，與傳統(tǒng)供水相較，不會(huì)造成管網(wǎng)破裂及水龍頭共振現(xiàn)象.啟動(dòng)光滑，減少電機(jī)水泵的沖激，延長(zhǎng)了電機(jī)及水泵的利用壽命，降低了維修本錢，避免了傳統(tǒng)供水中的水錘現(xiàn)象.變頻恒壓供水保護(hù)功能齊全，運(yùn)行靠得住，具有欠壓,過壓，過流，過熱等保護(hù)功能.可按照用戶需要，選擇各類附加功能.供水工況目前通過二臺(tái)45KW,二臺(tái)15KW的水泵（一用一備），工藝要求水壓為5Mpa。主要考慮節(jié)能及自動(dòng)化的要求，內(nèi)置自動(dòng)節(jié)能,PID,簡(jiǎn)易PLC及通信接口等功能，可以方便與PLC,現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信，方便操作及監(jiān)控，同時(shí)可以方便地與壓力傳感器連用。四、恒壓供水原理當(dāng)供水系統(tǒng)阻力一按時(shí)，水泵轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)變，將會(huì)改變供水系統(tǒng)的壓力和流量。如圖1所示,當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速由N1提升到N2時(shí)，由于阻力曲線R不變，水泵工況由A點(diǎn)移到B點(diǎn)。則流量由Q1提升到Q2,同時(shí)揚(yáng)程也由H1提升到H2。系統(tǒng)阻力不變時(shí),只需調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即可改變流量與揚(yáng)程。HRH2N2P=QxHxr/102xn(1)H1N1BP：水泵工況點(diǎn)的軸動(dòng)功率(KW)H0AQ:水泵工況點(diǎn)的水壓或流量(m，/s)Q1Q2QH:水泵工況點(diǎn)的揚(yáng)程(m)(圖1)r：輸出介質(zhì)單位體積重量(Kg/mH0n:水泵工況點(diǎn)的泵效率(％)按照離心泵的公式和水阻力特性曲線,咱們可以知道，在水阻特性一按時(shí)，調(diào)速N與流量Q、揚(yáng)程H、軸功率？之間的關(guān)系式為：Q2/Q1=N2/N1(2)H2/H1=(N2/N1)2P2/P1=(N2/N1)3公式(2)中,流量Q與轉(zhuǎn)速N成正比，揚(yáng)程H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比;軸功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比。由此可見當(dāng)流量Q的需求量降低時(shí),只需降低轉(zhuǎn)速N,同時(shí)功率P的消耗量成立方關(guān)系下降。這也就是水泵調(diào)速節(jié)能的依據(jù)。變頻調(diào)速是按照交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理,其轉(zhuǎn)速公式為：N60f(1-s)/P(3)中N■水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速(r/min)f水泵電機(jī)的頻率(HZ)S■水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)差P:水泵電機(jī)的極對(duì)數(shù)于(3)可知,僅改變交流異步電機(jī)定子磁頻率f,即可以改變子繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率,從而改變交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速N系統(tǒng)組成恒壓供水系統(tǒng)圖任任力傳感器考慮到水量隨著不同時(shí)間段波動(dòng)大的特點(diǎn)，咱們選用變頻器閉環(huán)控制系統(tǒng)。工作原理：系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，通過變頻器控制電機(jī)高速運(yùn)行,并同時(shí)檢測(cè)壓力傳感器反饋回來的出口,當(dāng)檢測(cè)壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，變頻器控制電機(jī)以某一速度運(yùn)行,當(dāng)檢測(cè)壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，變頻器控制電機(jī)減速運(yùn)行，當(dāng)檢測(cè)壓力低于設(shè)定壓力時(shí),變頻器控制電機(jī)加速運(yùn)行，從而達(dá)到出口壓力和設(shè)定相同，達(dá)到恒壓供水的目的。五、投資分析系統(tǒng)主要由以下幾部份組成：⑴控制對(duì)象2臺(tái)45KW,2臺(tái)15KW的水泵電機(jī)(一備一用)；變頻智能控制器:為了節(jié)省投資，采用一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電機(jī)的方案,水泵及變頻主機(jī)的智能保護(hù)，時(shí)間可調(diào)的軟啟,軟停等先進(jìn)功能，能保護(hù)設(shè)備處于平穩(wěn)，高效，安全，低耗運(yùn)行狀態(tài)；工頻控制器，即原有電機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)；壓力變送器，用于控制水泵水的壓力,并將壓力信號(hào)變換成對(duì)4-20MA的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，供變頻器智能控制用；工頻/變頻切換器:選用入口名牌低壓電器，確保二套系統(tǒng)互不影響，且切換靠得住。一整個(gè)恒壓供水系統(tǒng)2套:45KW變頻器2臺(tái)、30KW變頻1臺(tái)(控制兩臺(tái)15KW的水泵)，壓力變送器2個(gè),工頻/變頻切換器、濾波器、節(jié)能芯片2個(gè)、低壓控制柜1套。二節(jié)能效益測(cè)算:天天工作24小時(shí)，每一個(gè)月30天,電價(jià)元/Knb原每當(dāng)月電量(預(yù)估)30*24*45*=19440假設(shè)投資4臺(tái)3萬元，天天工作24小時(shí)，每一個(gè)月30天，電價(jià)元/Knb，功率因數(shù)只按提高95%,節(jié)能只按最低20%來計(jì)算.月節(jié)電19440-(45*95%*24*30*+19440*20%=4868月節(jié)省電費(fèi)：14572*二元按投資本錢，回報(bào)期不到一年六系統(tǒng)特點(diǎn)一、水壓穩(wěn)定2、無人值班3、節(jié)電明顯4、對(duì)設(shè)備磨損小紹興阿爾法電控技術(shù)有限公司電話：11兆帕(MPa)=145磅/英寸2(psi)=千克/厘米2(kg/cm2)=10巴(bar)二大氣壓(atm)1磅/英寸2(psi)=兆帕(MPa)=千克/厘米2(kg/cm2)=巴(bar)二大氣壓(atm)1巴(bar)二兆帕(MPa)=14.503磅/英寸2(psi)=千克/厘米2(kg/cm2)=大氣壓(atm)1大氣壓(atm)二兆帕(MPa)=14.696磅/英寸2(psi)=千克/厘米2(kg/cm2)=巴(bar)二千克/厘米地球的周圍被厚厚的空氣包圍著，這些空氣被稱為大氣層?？諝饪梢韵蛩菢幼杂傻牧鲃?dòng)，同時(shí)它也受重力作用。因此空氣的內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)被稱為大氣壓。1654年格里克在德國(guó)馬德堡作了著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，這讓人們對(duì)大氣壓有了深刻的熟悉，但大氣壓到底有多大人們還不清楚。11年后意大利科學(xué)家托里拆利在一根80厘米長(zhǎng)的細(xì)玻璃管中注滿水銀倒置在盛有水銀的水槽中，發(fā)現(xiàn)玻璃管中的水銀大約下降了4厘米后就再也不下降了。這4厘米的空間無空氣進(jìn)入，是真空。托里拆利據(jù)此推斷大氣的壓強(qiáng)就等于水銀柱的長(zhǎng)度。按照壓強(qiáng)公式科學(xué)家們準(zhǔn)確地算出了大氣壓在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為X105Pa。大氣壓的轉(zhuǎn)變跟高度有關(guān)。大氣壓是由大氣層受到重力作用而產(chǎn)生的，離地面越高的地方，大氣層就越薄，那里的大氣壓就應(yīng)該越小。不過，由于跟大氣層受到的重力有關(guān)的空氣密度隨高度轉(zhuǎn)變不均勻，因此大氣壓隨高度減小也是不均勻的。

大氣壓的轉(zhuǎn)變還跟天氣有關(guān)。在不同時(shí)間，同一地方的大氣壓并非完全相同。咱們知道，水蒸氣的密度比空氣密度小，當(dāng)空氣中含有較多水蒸氣時(shí)，空氣密度要變小，大氣壓也隨著降低。一般說來，陰雨天的大氣壓比晴天小，晴天發(fā)現(xiàn)大氣壓突然降低是將下雨的預(yù)兆；而持續(xù)下了幾天雨發(fā)現(xiàn)大氣壓變大，可以估計(jì)即將轉(zhuǎn)晴。另外，大氣壓的轉(zhuǎn)變跟溫度也有關(guān)系。因氣溫高時(shí)空氣密度變小，所以氣溫高時(shí)大氣壓比氣溫低時(shí)要小些大氣壓不是固定不變的。為了比較大氣壓的大小，在1954年第十屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上，科學(xué)家對(duì)大氣壓規(guī)定了一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”：在緯度45。的海平面上，當(dāng)溫度為0°C時(shí)，760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。既然是“標(biāo)準(zhǔn)”，在按照液體壓強(qiáng)公式計(jì)算時(shí)就要注意各物理量取值的準(zhǔn)確性。從有關(guān)資料上查得：0C時(shí)水銀的密度為X103千克/米3,緯度45°的海平面上的g值為牛/千克。于是可得760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p水銀二p水銀gh=X103千克/米3X牛/千克X0.76米=X105帕。這就是1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值壓力品級(jí)劃分壓力容器的設(shè)計(jì)壓力（p）劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓四個(gè)壓力品級(jí)：⑴低壓（代號(hào)L）<p<;（2）中壓（代號(hào)M）<p<；（3）高壓（代號(hào)H）<p<；（4）超高壓（代號(hào)U）p>o系統(tǒng)簡(jiǎn)介為改善生產(chǎn)環(huán)境，某公司投資清潔水技改工程并建成一座日產(chǎn)水萬頓的供水系統(tǒng)，分別建設(shè)了抽水泵系統(tǒng)、加壓泵系統(tǒng)和高位水池。根據(jù)公司用水需求特點(diǎn)，從抽水泵系統(tǒng)過來的水一部分直接供給生產(chǎn)用水部門，一部分則需通過加壓泵輸送到高位水池，而供給生產(chǎn)用水部門的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。同時(shí)高位水池距抽水泵房較遠(yuǎn)達(dá)十多公里，高位水池的液位高低和加壓泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及如何與抽水泵系統(tǒng)“聯(lián)動(dòng)”也是較難解決的。鑒于以上特點(diǎn)，從技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度綜合考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)了用PLC控制與變頻器控制相結(jié)合的自動(dòng)恒壓控制供水系統(tǒng)，同時(shí)通過主水管線壓力傳遞較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了加壓泵系統(tǒng)與抽水泵系統(tǒng)“遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)”的控制目的。系統(tǒng)方案系統(tǒng)主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的變頻器、施耐德公司的軟啟動(dòng)器、電機(jī)保護(hù)器、數(shù)據(jù)采集及其輔助設(shè)備組成（見圖1）。抽水泵系統(tǒng)整個(gè)抽水泵系統(tǒng)有150KW深井泵電機(jī)四臺(tái)，90KW深井泵電機(jī)兩臺(tái)，采用變頻器循環(huán)工作方式，六臺(tái)電機(jī)均可設(shè)置在變頻方式下工作。采用一臺(tái)150KW和一臺(tái)90KW的軟起動(dòng)150KW和90KW的電機(jī)。當(dāng)變頻器工作在50HZ，管網(wǎng)壓力仍然低于系統(tǒng)設(shè)定的下限時(shí)，軟起動(dòng)器便自動(dòng)起動(dòng)一臺(tái)電機(jī)投入到工頻運(yùn)行，當(dāng)壓力達(dá)到高限時(shí)，自動(dòng)停掉工頻運(yùn)行電機(jī)。一次主電路接線圖如下：系統(tǒng)為每臺(tái)電機(jī)配備電機(jī)保護(hù)器，是因?yàn)殡姍C(jī)功率較大，在變頻器的控制下穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)用水量大到變頻器全速運(yùn)行也在變頻器的控制下穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)用水量大到變頻器全速運(yùn)行也不能保證管網(wǎng)的壓和穩(wěn)定時(shí)，控制器的壓力下限信號(hào)與變頻器的高速信號(hào)同時(shí)被PLC檢測(cè)到，PLC自動(dòng)將原工作在變頻狀態(tài)下泵投入到工頻運(yùn)行，以保持壓力的連續(xù)性，同時(shí)將一臺(tái)備用的泵用變頻器起動(dòng)后投入運(yùn)行，以加大管網(wǎng)的供水量保證壓力穩(wěn)定。若兩臺(tái)泵運(yùn)轉(zhuǎn)仍，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運(yùn)行，而將另一臺(tái)備用泵投入變頻運(yùn)行。當(dāng)用水量減少時(shí)，首先表現(xiàn)為變頻器已工作在最低速信號(hào)有效，這時(shí)壓力上限信號(hào)如仍出現(xiàn)，PLC首先將工頻運(yùn)行的泵停掉，以減少供水量。當(dāng)上述兩個(gè)信號(hào)仍存在時(shí)，PLC再停掉一臺(tái)工頻運(yùn)行的電機(jī)，直到最后一臺(tái)泵用主頻器恒壓供水。另外，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)六臺(tái)泵為兩組，每臺(tái)泵的電機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間可顯示，24小時(shí)輪換一次，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)的泵有相同的運(yùn)行時(shí)間，確保了泵的可靠壽命。控制系統(tǒng)圖見圖3。?半自動(dòng)運(yùn)行當(dāng)PLC系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)失靈，這時(shí)候系統(tǒng)工作處于半自動(dòng)狀態(tài)，即一臺(tái)泵具有變頻自動(dòng)恒壓控制功能，當(dāng)用水量不夠時(shí)，可手動(dòng)投入另外一臺(tái)或幾臺(tái)工頻泵運(yùn)行。?手動(dòng)當(dāng)壓力傳感器故障或變頻器故障時(shí)，為確保用水，六臺(tái)泵可分別以手動(dòng)工頻方式運(yùn)行。實(shí)施效果實(shí)際運(yùn)行證明本控制系統(tǒng)構(gòu)成了多臺(tái)深井泵的自動(dòng)控制的最經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，在軟件設(shè)計(jì)中充分考虎變頻與工頻在切換時(shí)的瞬間壓力與電流沖擊，每臺(tái)泵均采用軟起動(dòng)是解決該問題關(guān)鍵。變頻器工作的上下限頻率及數(shù)字PID控制的上下限控制點(diǎn)的設(shè)定對(duì)系統(tǒng)的誤差范圍也有不可忽視的作用。采用變頻恒壓供水，消除了主管網(wǎng)壓力波動(dòng)，保證了供水質(zhì)量，而且節(jié)能效果明顯，并延長(zhǎng)了主管網(wǎng)及其閥門的使用壽命。?采用變頻恒壓供水，消除主管網(wǎng)壓力波動(dòng)，保證了供水質(zhì)量，而且節(jié)能效果明顯，并延長(zhǎng)了主管網(wǎng)及其閥門的利用壽命。?用穩(wěn)壓減壓閥經(jīng)濟(jì)地解決了不同用水壓力的問題。?拓寬運(yùn)用變頻恒壓控制原理，較好地解決了加壓泵房與抽水泵房的遠(yuǎn)程通信老是并達(dá)到異地連鎖控制的目的。?在抽水泵房設(shè)置持續(xù)液位顯示，并將信號(hào)傳與PLC,避免泵缺水燒壞電機(jī)，設(shè)定的取水位置，確保水的質(zhì)量。過載、欠壓、過壓、過流、相序不平衡、缺相、電機(jī)空轉(zhuǎn)等情況下為確保電機(jī)的良好使用條件，達(dá)到延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命的目的。系統(tǒng)配備水位顯示儀表，可進(jìn)行高低位報(bào)警，同時(shí)通過PLC可確保取水在合理水位的水質(zhì)監(jiān)控，同時(shí)也保護(hù)電機(jī)制正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況。系統(tǒng)配備流量計(jì)，既能顯示一段時(shí)間的累積流量，又能顯示瞬時(shí)流量，可進(jìn)行出水量的統(tǒng)計(jì)和每臺(tái)泵的出水流量監(jiān)控。系統(tǒng)配備流量計(jì)，既能顯示一段時(shí)間的累積流量，又能顯示瞬時(shí)流量，可進(jìn)行出水量的統(tǒng)計(jì)和每臺(tái)泵的出水流量監(jiān)控。不同壓力供水需求的解決為穩(wěn)定可靠地滿足公司內(nèi)部分區(qū)域供水太力（?）低于主管網(wǎng)水壓力（?）的要求，配備穩(wěn)壓減壓閥來調(diào)節(jié)，可調(diào)范圍為?。加壓泵系統(tǒng)由于抽水泵房距離高位水池較遠(yuǎn)，直接供水到高位水池抽水泵的揚(yáng)程不足，為此在距離高位水池落差為36米處設(shè)計(jì)有一加壓泵房，配備立式離心泵兩臺(tái)（一用一備）電機(jī)功率為75KW，揚(yáng)程36米。該加壓泵的控制系統(tǒng)需考慮以下條件：（1）若高位水池水位低和主管有水，則打開進(jìn)水電動(dòng)蝶閥和起動(dòng)加壓泵向高位水池供水；（2）若高位水池水位滿且主管有水，則給出報(bào)警信號(hào)并關(guān)閉加壓泵和進(jìn)水電動(dòng)蝶閥；（3）若主管無水表明用水量增大或抽水泵房停止供水，必須開啟出水電動(dòng)蝶閥由高位水池向主管補(bǔ)充不。像抽水泵一樣，我們?yōu)榧訅罕门鋫淞塑浧饎?dòng)器和電機(jī)保護(hù)器，確保加壓泵長(zhǎng)期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)配備了高位水池的水位傳感器和數(shù)顯儀和缺水傳感器。為保證整個(gè)主水管網(wǎng)的恒壓供不，當(dāng)高位水池滿且主水管有水時(shí)，加壓泵停止，此時(shí)主管壓力將“憋壓”，最終導(dǎo)致主管壓力上升，并將此壓力傳遞到抽水泵房，抽水泵的控制系統(tǒng)檢測(cè)到此壓力進(jìn)行恒壓變頻控制，進(jìn)而達(dá)到整個(gè)主管網(wǎng)的恒壓供水，這是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能?自動(dòng)平穩(wěn)切換，恒壓控制主水管網(wǎng)壓力傳感器的壓力信號(hào)4?20mA送給數(shù)字PID控制器，控制器按照壓力設(shè)定值與實(shí)際檢測(cè)值進(jìn)行PID運(yùn)算，并給出信號(hào)直接