水厂自动化和变频恒压供水系统简介

2015-06-29 10:24:55

水是人民生活和国民经济建设中不可或缺的自然资源。随着工农业生产的发展和人口的增长，城市化建设不断深入，各类高层建筑的拔地而起，人们对水的需求愈来愈多，尤其对供水品质、供水质量及供水安全等方面的要求越来越高。因此，如何提高水厂生产的可靠性和安全性，实现优质、低耗及高效供水，成为了整个行业共同追求的目标。

为此，我公司在保持水质监测行业技术领先的同时，聚集了一批自动化技术、水处理技术、网络技术方面的资深专家，在水厂自动化及恒压供水方面做了大量研究，经多年的实践及经验积累，结合我国制水行业的工艺特点及现状，形成了一整套水厂自动化及恒压供水的解决方案。

1.水厂自动化

所谓水厂自动化，即将水质检测技术、水处理控制技术、变频节能技术、综合自动化系统、计算机网络技术与水厂生产过程相结合，实现滤池自动化、投加自动化、泵站自动化、水质检测自动化等全程自动控制及现场数据的信息采集，并通过网络与水厂监控中心连接，实现"集中监控和管理、分散控制、数据共享"，以保证整个水厂的运行协调、一致的操作方式。

其系统框图如下: 

图1 水厂自动化系统架构图

其中：

Ø设备层：由现场在线水质监测仪表、泵、阀、流量计、压力计、液位计、鼓风机、搅拌机、加氯机等设备组成。为受控制对象。

Ø采集控制层：由车间控制中心和车间内分控柜组成，负责在线水质参数的采集传输、现场设备的自动控制，并上报到水厂监控中心。

Ø监控层：由服务器、数据库、工程师站、操作员站、以太网交换机等组成。接收各个车间控制中心设备运行状态、告警信息，实时显示水厂工艺流程状态，对设备可进行远程控制，同时建立水质特征污染物数据库，对原水处的实时光谱进行运算，实现水质预警。

水厂自动化建设中，我们将遵循先进性、实用性、可靠性、经济性、开放性的原则，满足供水工程生产管理和水处理工艺对自动化控制的要求。实现水厂生产过程的自动化，以及厂内生产调度、行政办公、后勤管理、生产环境监视的网络化和可视化，以适应目前我国政府部门和经济部门正在推行的电子政务和电子商务的政策，将水厂建设成一座具有高度自动化和信息化水平、管理方便的现代化供水企业。

2.变频恒压供水

长期以来，传统供水方式在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水、消防供水等方面技术一直比较落后，自动化程度较，主要是因为传统供水采取恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速供水等方式。

分析研究发现，传统供水方式普遍在不同程度上存在浪费水电资源、效率低、可靠性差、自动化程度不高等缺点，严重影响居民用水、工业系统用水以及消防用水安全。

随着变频技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频恒压供水系统以其环保、节能和高品质供水等特点，广泛应用于多层住宅小区及高层建筑的生活及消防供水中。

变频恒压供水系统控制流程图如下：

图2 变频恒压供水系统控制流程图

变频恒压供水系统的调速系统可以实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。变频恒压供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，无论是设备的投资、运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势。

变频恒压供水系统的另一大优势就是节能。下面我们以通过调节流量的方式将水泵的扬程特性做对比分析。

如图 3所示，设用户所需流量QX为额定流量的60%(即QX=60%QN)。当通过关小阀门来实现时，管阻特性将改变为曲线③，而扬程特性则仍为曲线①，故供水系统的工作点移至E点，这时，流量减小为QE(=Qx)，扬程增加为HE，供水功率PC与面积ODEJ成正比。

图3 调节流量的方法与比较

当通过降低转速使得Qx=60%Qn时，扬程特性为曲线②，故工作点移向C点。这时流量减小为QE（=Qx），扬程减小为Hc，供水功率PC与面积0DCK成正比。

比较上述两种调节流量的方法可以看出，在所需流量小于额定流量(Qx<100%QN)的情况下，转速控制方式下的扬程比阀门控制方式下的扬程小得多，所以转速控制方式所需的供水功率也比阀门控制方式下的功率小得多。两者之差△P便是转速控制方式节约的供水功率，它与面积KCEJ成正比。由此可见，其节能效果非常显著。

因此，变频恒压技术与PLC控制技术相结合，使供水系统向着高可靠性、全数字化微机控制、高度智能化、系列化、标准化的方向发展。同时，这种技术也是未来供水设备适应城镇建设中成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必备技术。