恒压供水技术在济南市板桥加压站的应用 |
一、工程概况
山东省济南市供水集团有限责任公司板桥加压站，设计日供水能力１５万立方米／日。加压站分为串联加压和从清水池吸水加压两种形式，串联加压直接从管网吸水。泵房配置６台卧式离心泵（电机２２０ＫＷ／３８０Ｖ３台 ２８０ＫＷ／３８０Ｖ３台），根据工艺流程分为２组，每组３台泵。每组的１号泵配１套变频调速装置，２号、３号电机共用１套软启动装置（１拖２）。
二、变频、软启设备的选型
采用变频设备的目的不外乎两个，其一是为了节能降耗，其二是为了工艺的需要或优化。经过各种性能指标的综合比较以及方便今后的维护、保养，板桥加压站采用了ＡＢＢ公司的ＡＣＳ８００变频器、ＰＳＴＢ４７０／５７０软启动器及主要元器件（断路器、接触器等）。
ＰＳＴＢ４７０／５７０软启动器性能稳定可靠，操作直观，能自行实现对水泵的软启软停，既能实现水泵的无机械应力启动及有效防止停泵时水锤对水泵的危害，并具有各种保护过载、短路等功能。ＡＣＳ８００变频器不但节能效果好，而且具有调速平滑、运行平稳等优点。它能准确地判断电机负载的变化，使输出频率、电流与电压关系达到优化；同时，在控制电路中运用微处理器的高度智能性，结合软件设计使变频控制更加灵活方便；具有丰富的信号采集处理与输出能力，全面的保护功能与故障处理能力。ＡＣＳ８００交流变频器不仅只是一台变频设备，还相当一台高性能且使用方便的智能控制设备。
三、恒压供水的实现方式
１．控制原理
恒压供水就是利用变频器的ＰＩＤ或ＰＩ功能实现的工业过程的闭环控制。即将压力控制点测的压力信号（４～２０ｍＡ）直接输入到变频器中，由变频器将其与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置ＰＩＤ运算将结果转换为频率调节信号调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。
２．压力控制点的选择
恒压供水系统按压力控制点位置不同，可分两类：一是将控制点设在最不利处，直接按最不利点水压进行工况调节；二是将控制点设于泵站出口，按该点的水压进行工况调节，间接的保证最不利点的水压稳定。
压力控制点设在水泵出口，按此压力设定值变频调节水泵工况是常用方式。这种设置管理方便，但其技术、经济性能不十分理想，对用户而言水压波动范围大，并在一定程度上导致了静扬程的浪费，影响了变频系统先进性能的充分发挥。将压力控制点设在最不利处，可以保证用户水压的稳定，无论供水管路等因素发生什么变化，最不利点的水压是恒定的，但这种控压方式又由于存在电缆过长、信号易干扰等问题而受到限制。
济南水司根据多年的使用经验，将压力控制点设在了出厂口管网上，尽可能将压力控制点靠近最不利点。这种方案对给水设备本身无显著的影响与改变，又可尽可能的发挥出变频调速供水的先进性和经济性。
３．控制过程
板桥加压站在正常供水情况下只运行串联加压泵组，以充分利用进水管网中的水头，只有在供水量不能满足使用要求时才再开启另一清水池加压泵组。变频泵拥有优先使用权，在开机时，首先启动串联加压泵组１号变频泵，如不能满足供水要求，再由软启动器启动２号工频泵或３号工频泵。
作为被控制量的水压设定值一般由人工设定并保持不变，但这种方式并不是最理想方案。我公司通过总结多年使用经验，在板桥加压站恒压供水系统中采用了压力设定值由中心控制室的ＰＬＣ系统根据管网来水流量、供水流量及用水时段等综合因素计算出，并通过现场总线自动传给变频器，实现了在高峰和低峰供水时段自动变压变量供水，在夜间不会由于供水量的减少而产生多余的静扬程，既延长了设备、管线的寿命，又达到了节能降耗的目的。经过３个多月的试运行，实践证明效果非常明显。
四、结束语
板桥加压站恒压供水系统是济南水司凭借自身技术力量和实践经验成功开发的，它不但为企业带来了高效益、高自动化，也为交流变频设备在供水行业中的应用方式做了有益的探索。随着供水行业应用者水平的不断提高，供水工艺的不断革新，必将有越来越多的新技术、新方案得到开发、使用。 |
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