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石家莊宇泉環(huán)保設備股份有限公司
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當前深水井采用變頻調速控制的非常廣泛，由于存在生活用水小流量期間的"費電"問題，不少村鎮(zhèn)在改用變頻供水模式后，千噸水能耗指標較高。本文結合新密市超化鎮(zhèn)東店村深水井小流量變頻
一、宇泉深井泵變頻供水設備核心技術
核心技術：保持管網壓力恒定，防止管網壓力過大，管網爆裂。許多深井泵沒有選用恒壓控制，而是水泵直接供水，當用水負荷減少時（用戶用水少），管網壓力會升高，常常引起閥門和接頭等處爆裂，讓費大量的水，也增加了維修成本，特別是很多農村采用的是增強塑料管，更加容易造成爆管的可能。恒壓供水的方式有水塔供水和氣壓供水及變頻恒壓供水三種方式，變頻恒壓供水控制方式是投資少，也是省電的控制方式，沒有水塔供水的占地問題和氣壓供水水泵頻繁啟停問題，實踐檢驗，變頻恒壓供水控制方式恒壓控制方式。
能夠節(jié)省電能，降低供水成本。變頻控制可以讓深井泵在用水量小的時候，降低水泵的轉速，從而消耗的電能也隨之降低，深井泵是平方轉矩負載，其功率和轉速的三次方成正比，當轉速降為額定轉速的60%時，其功率是額定的21.6%，可節(jié)省78%的電能，此外，采用變頻調速，可以提高功率因數，把無功的電能轉化為有功的電能，實踐證明，采用變頻控制節(jié)電率至少在30%。
提高水泵的使用壽命變頻器具有很強的保護功能，水泵過載、過流、失速、欠電壓、過電壓等引起水泵損壞的因素及時保護，不引起水泵燒壞。變頻器使水泵啟動時軟啟動，即水泵由0轉速按照加速時間，緩慢地增加轉速，這樣，減少了水泵啟動時大電流的沖擊，也減少了啟動時水泵極聯間迅速啟動時的磨損。水泵停機時變頻器讓水泵按照減速時間，逐步停機，這樣，減少了因為突然停機，滯留在管網的水形成水錘，對水泵造成很大的損傷。實踐證明，采用變頻恒壓控制能使水泵的使用壽命提高一倍以上，也能有效地減少水泵的維護次數。
智能化控制，全自動運行：供水設備采用PID閉環(huán)調節(jié)，恒壓精度高，水壓波動小。具有過載、短路、過流等各種自動保護功能，設備運行穩(wěn)定、可靠，方便使用和維護。具有缺水停泵、定時自動切換水泵運轉等功能，可以實現無人職守?？山⑦h程監(jiān)控系統，實時監(jiān)控設備的運行情況。
平滑控制和壓力補償技術：
平滑控制技術：控制系統擁有壓力平滑控制技術。如果沒有平滑控制技術，設備往往會出現壓力過調的情況。在加減泵或出現水量變化較大的情況下，壓力波動比較大。采用平滑控制技術后，系統可以根據實際反饋壓力自動控制加減速速度，使系統的壓力更加穩(wěn)定。
壓力自動補償技術根據系統阻力特性，當流量越大時，系統的阻力越大。為了滿足系統在極大用水量時有足夠的揚程來克服系統阻力。一般廠家在設定系統壓力時只能按流量所需的壓力來設置，當小流量用水時壓力過剩造成能量浪費。
二、宇泉深井泵變頻供水設備案例
當前深水井采用變頻調速控制的非常廣泛，由于存在生活用水小流量期間的"費電"問題，不少村鎮(zhèn)在改用變頻供水模式后，千噸水能耗指標較高。本文結合新密市超化鎮(zhèn)東店村深水井小流量變頻恒壓穩(wěn)壓供水系統，介紹了深水井小流量變頻供水系統的方案設計及運行情況。
新密市超化鎮(zhèn)東店村變頻供水工程的實施就是當地新農村建設的一個亮點。新密市超化鎮(zhèn)東店村位于超化鎮(zhèn)政府東800米，現有人口900多戶。當地煤炭資源豐富，同時也是全國耐火材料的生產集中地。隨著經濟的快速發(fā)展，尤其煤炭資源的開發(fā)，也對當地人民群眾的飲水問題造成一定影響，可飲用水層水位日益降低。新密市各級政府非常重視東店村的飲水問題，結合該村的實際問題，國家劃撥專項資金，村子自籌部分資金，各戶收取到戶水表費、入戶費，總共投資約100萬元，建成現在日大供水量800噸的深水井變頻調速供水系統。
下面就結合東店村的變頻供水系統，介紹使用恒壓穩(wěn)壓變頻供水的方案解決小流量供水的耗能問題。東店村深水井供水系統方案東店村委對該項目建設非常重視，經過多方考察，并多次與技術人員深入探討，確定了采用深水井變頻調速并配套小流量囊式氣壓罐恒壓穩(wěn)壓供水的方案。深水井由新密市負責勘探鉆井，井深650米，水井凈水位約65米，動水位81米，配套潛水泵型號為200QJ40-204/16，額定出水量40m3/h，額定楊程204米，額定功率37KW，電機額定電流79A。配套PCS-BP-1R-45KW型變頻柜，主器件變頻器采用日本東芝原裝VF-P7-45KW型變頻器，為保證可靠供水，還備用一套西安西普STR軟起動器作為備用工頻起動回路。為更好節(jié)約電耗，考慮了小流量供水節(jié)電方案，在供水主干管上安裝一臺NZG1600-0.6MPa囊式氣壓罐。水壓信號由安裝在供水主干管上的耐震遠傳壓力表YZT-1.0MPa和耐震電接點壓力表YX-1.0MPa提供。變頻柜控制核心為西門子可編程控制器LOGO230RCo，開機運行時首入變頻恒壓供水模式，當系統用水量減小，運行頻率降至小流量頻率fL時，系統進入小流量變頻穩(wěn)壓狀態(tài)，同時LOGO自動計算潛水泵穩(wěn)壓運行時間Tb和停泵保持時間Tt，若Tb超過T0(設為6分鐘)或Tt超過Te（設為3分鐘），系統則回到潛水泵變頻恒壓供水模式。
變頻控制設備調試運行情況變頻控制設備調試按以下步驟進行：1）先檢查潛水電機絕緣情況，結果應符合廠家說明書要求。2）連接變頻柜電源主進線，空轉運行變頻器，檢查變頻器顯示及變頻器參數設置，并先設置小流量頻率為50Hz。3）連接潛水電機電纜。關小出水總閥，將雙向閘刀投向工頻側，起動水泵，用鉗形表檢測三相運行電流，觀察三相電流是否平衡，逐步打開總閥，觀察電流變化及其他情況是否正常。4）停機后，檢查壓力表傳感器連線，調整電節(jié)點壓力表上下限，按實際需求設置，本工程可設置為0.24MPa~0.50MPa。5）關小出水總閥，帶負荷運行變頻控制設備，利用變頻器面板上升、下降鍵調整恒壓設定值，使總管出口水壓恒定為0.3MPa（按實際需要設定）。適當調節(jié)總閥，觀察壓力變化及響應情況，如需要還要對變頻器內部PID參數進行整定（參看相關說明）。6）關死出水總閥，測試本系統的"零流量"頻率f0，根據該頻率值設置小流量頻率fL，一般比"零流量"頻率高3~5Hz。7）稍稍打開出水總閥，模擬小流量供水工況，觀察由變頻恒壓模式進入小流量變頻穩(wěn)壓模式情況。逐步打開出水總閥，觀察小流量變頻穩(wěn)壓模式返回變頻恒壓模式的切換運行情況。8）記錄相關運行參數，可編程設置和變頻器參數，備案歸檔。有關變頻器參數設置見表1。實際調試過程順利，達到設計要求，這里不再詳細介紹，至今設備已正常運行近2個月，實際運行試驗表明，按當前供水規(guī)模，沒有小流量功能時平均日耗電400KWh，有小流量功能時平均日耗電200KWh。
結論在當前開展的新農村建設中，各級政府非常關注和加大農村基礎設施建設投入，尤其切實解決農民群眾的飲水問題，新密市超化鎮(zhèn)東店村變頻供水工程的實施就是當地新農村建設的一個亮點，通過近兩個月的正式運行，證明了深水井并配套變頻調速小流量恒壓穩(wěn)壓供水方案的可行性。系統的成功運行，也為各地新農村建設中的人畜飲水工程建設積累了有益的經驗。
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