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淺談自動變頻恒壓供水設(shè)備的工作原理及安全性分析

發(fā)布時間:2017-10-24 責任編輯:lina

【導讀】恒壓供水是一個供水體系正常運轉(zhuǎn)的重要因素,自動變頻恒壓供水設(shè)備能夠根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)快速調(diào)整供水壓力,實現(xiàn)全自動、無人值守、水壓恒定。自動變頻恒壓供水設(shè)備以其投資少、投資回收期短、系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、占地面積小、高效節(jié)能、自動化程度高、操作控制方便等優(yōu)勢,已逐步替代了傳統(tǒng)的水塔、高位水箱以及各種氣壓式供水設(shè)備。



1.自動變頻恒壓供水設(shè)備的工作原理

  自動變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)由蓄水池、水泵機組、循環(huán)軟啟動變頻柜、壓力傳感器、管路網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成,變頻柜由變頻調(diào)速器、變頻控制器(PLC)、低壓電器等組成,水泵一般選擇同型號2~4臺。

  設(shè)備通過壓力傳感器檢測管網(wǎng)壓力并變?yōu)殡娦盘査椭磷冾l控制器,經(jīng)分析處理,將信號傳至變頻控制器來控制水泵轉(zhuǎn)速。當用水量增加時,管網(wǎng)壓力下降,此時水泵電機頻率升高,水泵轉(zhuǎn)速變快,出水量增加;當用水量減少時,水泵轉(zhuǎn)速變慢,減少出水量,使管網(wǎng)壓力維持設(shè)定壓力值。在多臺泵運行時,逐機軟啟動,由變頻轉(zhuǎn)工頻至壓力流量滿足為止,實現(xiàn)了水泵的循環(huán)控制。系統(tǒng)設(shè)定的定時換泵控制功能,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(shè)備有著高效節(jié)能、壓力調(diào)節(jié)精度高、流量可連續(xù)調(diào)節(jié)、自動化程度高、功能齊全、運行合理等特點。

 

  2.自動變頻恒壓供水設(shè)備的安全性分析

  2.1變頻控制器:

  變頻控制器雖然功能完善、可靠性高、適用性強、抗干擾能力突出,但也有其安全隱患:對環(huán)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(huán)境,會使變頻控制器過熱或絕緣性能降低,引發(fā)故障;另外,設(shè)備本身的安全質(zhì)量問題、參數(shù)設(shè)定不合理、電磁干擾強烈等情況也會引起變頻控制器的故障;如果使用不當,維護保養(yǎng)工作不到位,也會出現(xiàn)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(xiàn)為程序及運算的錯誤,產(chǎn)生誤輸入、誤輸出,系統(tǒng)出現(xiàn)誤動作甚至失控。

  2.2水泵機組:

  在變頻控制器故障的狀態(tài)下,水泵電機可能無法實現(xiàn)在工頻與變頻之間的轉(zhuǎn)換,水泵長時間工頻運轉(zhuǎn),加大機械磨損,或可能出現(xiàn)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(xiàn)象,產(chǎn)生振動、磨損和泄漏等事故,導致水泵、電機和開關(guān)器件壽命損耗,或幾臺水泵可能無法正常輪轉(zhuǎn),長期不使用的水泵出現(xiàn)生銹堵轉(zhuǎn);生活、消防合用的供水設(shè)備,可能由于消防或水位信號誤傳,造成泵組全部工頻啟動,供水管網(wǎng)壓力驟增,嚴重威脅供水管道及用水設(shè)施的安全,同時由于供水量的急劇增大,蓄水量一旦無法滿足,就會有水泵空轉(zhuǎn)、燒毀的危險;無正確操作規(guī)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(fā)表。

  3.自動變頻恒壓供水設(shè)備安全性的提高

  3.1完善功能設(shè)計:

 ?。?/font>1)根據(jù)系統(tǒng)控制要求,進行合理的設(shè)備選型、可編程控制器的選取、參數(shù)的設(shè)定和程序的設(shè)計;

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

 ?。?/font>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,減少沖擊電流;

 ?。?/font>4)蓄水池水位、溫差、壓差等監(jiān)測控制完備;

 ?。?/font>5)其它節(jié)能、可靠性需求。

  3.2變頻控制器的安裝、使用和維護

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

  抗干擾方面,保證良好的接地,控制回路線使用屏蔽線,合理布線,強電和弱電分離、保持距離,增加抗無線干擾濾波器等元件。

  維護保養(yǎng)方面,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。

  3.3建立遠程監(jiān)控系統(tǒng):

  依據(jù)設(shè)備的智能化控制系統(tǒng),對水量、水壓、液位等進行遠程在線監(jiān)控、監(jiān)測,監(jiān)視和記錄系統(tǒng)的工作狀況,反饋實時信息。對采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和處理,對整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫進行管理、查詢和分析,從而達到異地操作、監(jiān)控和故障分析,實現(xiàn)通訊控制。

  在實現(xiàn)全自動和遠程監(jiān)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(xiàn)場巡查相結(jié)合的管理模式。運行部門須建立完善的設(shè)備巡視檢查制度、定期維護保養(yǎng)制度,制定嚴密的操作規(guī)程和各種緊急預案,加強安全意識,防范安全隱患。論文發(fā)表。

  3.4設(shè)置設(shè)備出口安全閥

  設(shè)置安全閥的目的是為防止變頻控制器和水泵機組出現(xiàn)故障時的過壓情況對供水系統(tǒng)所造成的危害,而并非為防止水錘。供水管網(wǎng)主干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(nèi)的固定支撐,管道就會發(fā)生位移,膠圈接口便會脫開,造成嚴重后果。另外,管道、設(shè)施超壓使用不但有爆裂危險,而且用水設(shè)施的快速開閉方式將會產(chǎn)生水錘,威脅到供水系統(tǒng)安全。

  在安全閥的選型上,可選用以水等液體為介質(zhì)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(nèi)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(guī)定值時,安全閥會自動關(guān)閉,保證設(shè)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(guān)閉產(chǎn)生水錘現(xiàn)象。

  4.結(jié)語

  安全是相對的,即便是有著高科技和先進技術(shù)的自動變頻恒壓供水設(shè)備也同樣如此。作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,供水系統(tǒng)的安全問題必須重視,尤其以節(jié)能降耗及工藝優(yōu)化需要為目的的住宅小區(qū)供水系統(tǒng)改造項目,需結(jié)合改造后的供水設(shè)備與住宅小區(qū)現(xiàn)有的供水系統(tǒng)的匹配情況,在設(shè)備投運初期即對系統(tǒng)運行的工作狀況嚴密監(jiān)控,對各種參數(shù)反復設(shè)定,確保自動變頻恒壓供水設(shè)備的節(jié)能性、安全性真正達到長期的穩(wěn)定與可靠。



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