1、无负压管网增压供水设备概述

电力、水力资源是我们生活中不可缺少的重要资源，而经济发展中的高耗能也成了我国工业和居民生活中迫切需要解决的问题，随着节能技术的日新月异，降低能源使用成本已完全成为可能，为满足广大用户节约能源、降低成本，同时也解决了因自来水压力不足的用水困难等难题，我公司经过多年研制，开发了新一代供水设备：无负压（无吸程）变频恒压供水设备。该设备采用了世界先进的控制技术，节能更明显，功能更强大，性能更稳定，水质更卫生、更贴近用户需求。

1.1无负压管网增压给水设备立式稳流罐

立式稳流罐无负压管网增压给水设备由不锈钢立式稳流罐、压力控制器、流量监装置、加压泵组、智能控制系统、不锈钢成套管路及小流量稳压泵组成。详见下图

1.2无负压管网增压给水设备（直连式无负压）工作原理图

1.3无负压增压给水设备的工作原理

该设备是由：不锈钢稳流罐、压力控制系统、流量监控装置、加压泵组、智能控制系统、不锈钢成套管路系统组成，其工作原理为：当设备开始启动时，稳流罐前的4（进水压力控制器）和泵前的8（压力控制器）及17（流量监控装置），时刻检测市政管网压力及流量情况。同时，设备为确保市政管网不产生负压，在现场调试时，要根据当地市政管网要求，设定一个管网压力的安全下限值和小安全流量值，正常情况下，设备的进口压力和流量均高于市政管网的安全下限值，此时，设备充分利用管网压力，缺多少补多少，处于变频运行状态中；当压力控制器和流量监控装置检测到市政管网压力和流量低于安全下限值时会及时给智能控制系统发出指令，控制系统会及时令加压泵将正常运转的速度降下来，延时等待管网压力和流量的恢复，等待过程中如果管网压力波动继续向下低于管网设定的安全下限值时，控制系统会根据压力控制器及流量监控装置发回的指令，迅速将限速运转的加压泵停止下来，防止设备从管网中过量抽水，从而确保管网不产生负压，杜绝了产生负压的水流条件。在等待过程中，管网压力恢复到安全下限值以上时，设备会按照原有的运行方式运行。当市政管网进口压力与设备的出口压力相一致时，即设备处于供水低峰或夜间无人用水时，设备休眠，通过旁通管直接供水。小流量供水时，

我们会根据设备的总流量确定不同容积的气压罐来保证小流量或者夜间无人用水的需要，气压罐保压供水不能满足用水需求时，设备会自动启动主泵供水，随着用水量的不断加大，直至循环进泵工作，保证正常供水。该设备既实现了增压的目的(且丝毫不会影响管网其他用户用水)，又节省建水池、水箱的投资，在保证管网水质的同时(无二次污染)，又可充分利用管网的原有水压，其节能效果极其显著，可达30％以上。设备全自动智能控制，具有多种保护和控制功能，可实现真正无人值守。

1.4控制系统的控制原理及控制程度说明

控制系统的组成：塑壳断路器、主泵变频器、软起动器、plc可编程控制器、模拟量输入输出模块、人机界面触摸屏、gprs远程数据传输dtu、交流接触器、热继电器、压力变送器、电流传感器、显示仪表等组成。

a系统进水口压力的控制

在系统进水处装设一块压力变送器，检测进水压力，送到plc内部，在人机界面上显示为“实际进水压力”，同时在屏上设置一个“进水压力下限”。系统正常运行时，“实际进水压力”与“进水压力下限”在每个plc扫描周期内进行比较，当出现“实际进水压力”低于“进水压力下限”时，系统延时报警并自动切断水泵，保证不对系统进水端产生负压。

b系统出水口压力的控制

系统出水口装设一块压力变送器，检测出水压力，在人机界面中显示为“实际出水压力”，同时在人机界面上设定一个供水目标压力“变频给定”。整套供水系统的出水压力是一个恒定的压力值，调节精度在0.01mp，具体“变频给定”值根据现场使用情况可以调节。“实际出水压力”和“变频给定”经plc运算后再传送到变频器的模拟量输入口1和2，作为变频器的外部给定值和实际反馈值，经变频器内置pid运算后控制水泵的转速，达到调节出水压力和流量的效果。

c主泵的切换

几台主泵在自动运行时，根据用水情况，自动循环进泵，也可以设置定时切换。定时切换在人机界面上设置，输入切换时间，启动定时切换功能。这时plc内部自动计时，当时间到达时先停止运行泵，延时几秒后启动下一台泵，当时间再次达到设定值时，断开运行泵，延时几秒后切到下台泵。如此循环，在主泵之间来回切换。（注：切换时间的设定要在实际用水量处于低谷时）。

d主泵与辅泵的配合使用（选用）

系统供水以主泵为主，正常情况下一台主泵能满足用水需求，在夏天用水高峰时如果存在一台主泵不能满足用水需求时，辅泵投入运行。在主泵变频运行状态下，转速持续90秒达到48hz以上，同时压力处于变频给定值以下时，系统自动将辅泵投入运行，增加系统供水能力。当系统压力保持稳定，主泵运行频率低于38hz时，延时断开辅泵，由一台主泵保持变频供水。在夜间用水处于低谷时，主泵停止运行，由辅泵进行变频供水，使水泵处于高效运行状态下，并减少能耗。

e软起动器在系统中的功能

考虑到城市供水安全要求高，控制系统增加软起动控制器。在变频器出现故障，暂时不能恢复的情况下，系统可以通过软起动器起动水泵，保证正常供水。在这个系统中，二台主泵和一台辅泵都加设了软起动功能，安全系数更高。

f热继电器在系统中的功能

控制系统中二台主泵是互为备用泵，当一台泵发生过流故障时，控制系统自动将故障泵切除，启动另一台主泵保持供水，并发出报警信号。在人为消除故障信号之前一直保持备用泵工作。

g电流电压信号的采集

控制系统中水泵工作电流是通过电流互感器变为0~5a，经数显电流表变送为4~20ma信号送入模拟量输入模块，经plc内部计算后在人机界面上显示运行电流，同时也可以发送到远程的上位机监控系统上显示。电压信号的发送与电流信号相似。

h人机界面参数设定和状态显示

mt8000系列触摸屏是智能型人机界面，能通过以太网口接入网络。在人机界面中我们可以看到实际进水压力、实际出水压力、水泵工作电流、电源电压、用水流量、变频频率、水泵工作状态；可以设定手动控制、自动控制、定时切换时间、进水压力下限、出水压力上限、进小泵频率、变频给定值等；可以监控到系统故障报警。