一、概述

　　水是人類生命之源。隨著我國城市化進程的加速，城市規模的膨脹，居民小區不斷增加，高樓大廈鱗次櫛比，致使本來不堪重負的自來水管網更顯不足；很多城市在用水的高峰期樓房高層屢屢出現缺水的現象。目前解決該矛盾的辦法之一是：建水池或設水箱，通過水泵二次加壓保證供水，但是這種方法有如下顯而易見的缺點：

　　（一）工程投資大

　　建水池、設水箱，占地面積大，施工周期長，工程總投資大。

　　（二）存在二次污染

　　原本純凈的自來水全部放入水池（或水箱）中，水池、水箱不是全封閉結構，各種空氣中的粉塵、細菌及小動物極易進入水池、水箱，存在水源被污染的后患。并且自來水在水池、水箱中存留較長的時間，易變質變味；雖然自來水中含有一定數量的余氯用于消毒，但是不能滿足水質要求。被污染的水經過加壓后供給用戶飲用，嚴重影響人體健康。

　　（三）浪費能源

　　將自來水*放入水池或水箱，原有壓力全部變為零，再從零開始重新加壓給水，原有能量白白浪費，這種給水方式能耗大，設備運行成本高。

　　（四）運行不經濟

　　管網疊壓供水設備選型大，運行中消耗電能較多，使用不經濟。

　　（五）安裝麻煩

　　修建水池、設置水箱，工程量大，工序較多，工藝也復雜，一旦出現滲漏現象難以修復，后期維護也困難。

　　（六）物業管理麻煩。

　　大型蓄水池清洗時費時費力，且清洗時用水受到影響，管理麻煩。

　　我公司研制開發了DWZG系列全自動無負壓管網直聯式供水設備，克服了水池、水箱的諸多缺點，成功的解決了高層居民用水難的問題。它有如下獨到之處：

　　1、不用建水池或設水箱，與自來水管網直接連接，可以充分利用自來水管網原有壓力，差多少補多少，自來水壓力能滿足負荷要求時，設備便停止工作。系統大部分時間在低頻率下運行，耗電較少，因此節能，可達到50％以上。

　　2、自來水經設備加壓后直接供給用戶，全程密封運行，水源不易受污染，供水質量好，是環保型供水設備，采用微機變頻軟啟動恒壓控制，水壓平穩，水壓質量好。

　　云南開遠箱式泵站一體化設備應用范圍

　　管網疊壓供水設備適用于任何自來水壓力不足地區的加壓供水。

　　1、工礦企業的生產、生活用水及各種補水系統；

　　2、新建住宅小區或寫字樓生活用水；

　　3、已建好的水池，可以采用無負壓供水設備與水池共用的供水方式，進一步節能；

　　4、對原有氣壓供水設備進行改造，可以充分利用原有的氣壓罐；

　　5、各種循環系統，自來水廠的中間加壓泵站。

　箱式泵站一體化設備正式投向市場已有七、八年的時間。由于管網直接疊壓方式具有節能、節水、省地、省材的優點，特別是因其減少或水體二次污染，保障水質衛生安全的特點，而深受業界﹑用戶的關注和市場的歡迎，進而推動了該項技術的進步和發展。可以認為該項技術已發展到了具有理論上的說服力和實踐證明力的較成熟階段。已經有條件在較大范圍試用和推廣使用。推廣“直供水"技術和應用“管網疊壓供水設備"的主體應該是管網一方，即城鎮供水系統。因而，管網準用條件是該項技術成果推廣應用廣度和深度的決定性因素。而如何結合自己城市和供水系統的具體情況，制定出合理、規范、便于操作的“準用條件"是應該深入研究的課題。

   無負壓智能化全自動增壓水箱節能

箱式泵站一體化設備技術指標：

　　1、供水流量 0—1500 M3/H 揚程

       2、控制電機功率 0.75---1500KW

　　3、供水戶數 10—10000戶

　　4、壓力控制范圍 0.15—1.6MPa

　　5、平均節電率 30—60%

　　6、控制原理正弦波PWM或空間矢量SVPWM

　　7、運行方式單泵或多泵自動切換

　　8、控制方式可編程和PID控制

　　9、過載能力 150% 60秒

　　10、保護功能 軟啟動、對過壓、缺相、變相、欠壓、斷路，瞬間停電，短路等均有自診顯示和保護功能。

無負壓智能化全自動增壓水箱范圍

　　想用井水作為應用水？？恒壓變頻供水設備您的用水專家

　　廣西賀州 恒壓變頻供水設備八大優點：

　　( 1）高效節能：充分利用市政水源本身具有的壓力熱能，差多少補多少，切實有效地發揮了變頻調速的節能效果。

　　（2）潔凈衛生：構成連續密閉的增壓供水方式，*保持了市政水源的國家水質衛生標準，從根本上避免了增壓系統造成的水質標準降低和各種水源污染問題。

　　（3）杜絕浪費：不僅淘汰了高位水箱，還*地取消了地面（地下）水池水箱，*杜絕了水箱溢流，定期清洗造成的水源浪費。

　　（4）運行噪聲低：無塔供水器設備系列產品采用全變頻調整方案時，大部分時間特別在夜間處于低噪聲運行工況。

　　（5）設計了全密閉的、兼有緩沖作用和動態補償作用的水源箱罐，與目前市場所謂相比，更具有實際意義，并使控制系統得以簡化。

　　（6）該系列產品控制系統充分總結了本公司及國內外變頻給水設備的設計制造經驗，采用規范通用的控制系統技術方案，可換用任意廠商的變頻器、調節器、PLC和其他元器件，調試維修特別方便，為產品的終身售后服務奠定了良好基礎，不會因技術進步而導致售后服務問題。

　　（7）無塔供水器設備該系列產品控制系統具有較高智能性，設計中充分考慮了機、電、儀協調配合，具有欲速則不達的檢測監視和簡單方便的人機交互功能。具有全面的故障保護功能和對策，變頻器故障保護時，自動降級運行（成為工頻自動給水設備），自動系統故障時，還可手動操作應急備用，贏得維修時間。

　　（8）可按要求選配各種通訊接口、協議，從而可連接各種人機界面、監控計算機，可與各種控制網絡，通信網絡相接，適用于特殊、復雜的運行控制和聯網監控要求。可為用戶開發配套監控軟件。

箱式泵站一體化裝置特點：1、供水品質高：本設備采用水泵出口恒壓控制，無論系統用水量變化，均能使管道出口壓力保持恒定。2、運行可靠：該設備采用進口變頻調速器和國內水泵，具有完善的保護功能和自動、手動轉換功能，使運行非常可靠。3 該設備能根據用戶用水量的變化來調節水泵轉速，使水泵始終工作在高效區，節電效果明顯，比恒速水泵可節電35％。4、操作簡單：本設備采用全自動控制，操作人員只需轉換電控柜開關，就可以實現用戶所需工況。5、占地少安裝方便：整套設備只需一組控制柜和人泵機組，安裝非常方便。6、延長水泵及電機的使用壽命：對多臺泵組均能可靠的實現軟啟動，并且輪流運轉，大大延長了水泵及電機的使用壽命。7、應用范圍：可供流量5～5000噸／小時，揚程20～140米。

箱式泵站一體化設備范圍

　　箱式泵站一體化設備運行說明

　　（1）當市政管網高壓時，設備處于停機狀態，市政水源通過水源罐、旁通管路直接向用戶管網供水。

　　（2）當市政管網欠壓時，設備自動啟動，在原有水壓基礎上變頻調速增壓（恒壓）供水，由于按“差多少，補多少"原則增壓，所以在全流量范圍即滿足了用戶恒壓供水的需求，同時又實現了高效節能運行。運行過程中密閉的海洋法罐只相當于一段管路，新鮮衛生的自來水不斷流過水源罐（或承壓水池），不會遭受外界污染。

　　（3）市政水源因故停水且水源罐貯水也己消耗完，設備會自動停機（禁止運行）。水源正常后自動恢復運行

箱式泵站一體化設備適用范圍：

　　1、新建的住宅小區或辦公樓等生活用水。

　　2、低層自來水壓力不能滿足要求的消防用水。

　　3、改造原有的氣壓變頻給水設備 ，可以充分利用原有的氣壓罐。

　　4、已經建好水池的，可以采用智能型管網接力升壓（無負壓）設備與水池共用的供水方式。

　　5、自來水廠的大型供水中間加壓泵站。

　　6、工礦企業的生產、生活用水等。

　　7、各種循環水系統

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箱式泵站組成
1、工作泵、常用單級或多級臥式或立式清水離心泵。
2、小泵和小氣壓罐：在小流量甚至零流量持續時間較長，為更節電時設置。
3、變頻控制柜：變頻控制柜是箱式泵站的核心部分，一般由供貨廠家按水泵功率配套供應。
4、附件：主要包括連接管道，以及閥門、止回閥、安全閥（有小氣壓罐時）、壓力表、壓力繼電器和底座等。一般組裝式設備由廠家組裝好供貨。

箱式泵站主要特點
　　◆高效節能：由電機學公式可知，系統電機功耗與電機轉速成立方關系，在水壓不變時，水泵出水量與電機轉速成正比關系。本設備采用恒壓量工作方式，當用水量減小時，系統保持管網恒壓，通過降低水泵轉數來減少供水量，耗電量按立方特性降低。例如，供水量為額定值的80％，電機能耗為額定值的51.2％［（0.83）］節電量為48.8％，通常選用水泵流量比實際用水量大20-30％；而且高峰低谷用水量差額相當大，變頻恒壓供水實際使用中節電非常可觀。
　　◆減少污染，因取消了水塔，高位水箱，減少了二次污染。
　　◆設備投資省占地面積小
　　本系統與其它供水方式比較，由于主要設備只是控制柜及水泵（穩壓罐自選），節省了大量的設備占地面積，從而大幅度節省了土建投資，而且就設備本身投資而言，供水量越大，采用變頻恒壓供水設備的價格優勢就越顯著。

箱式泵站的起動與停機

在水泵出口母管處裝設壓力變送器和流量變送器，將壓力和流量信號送入控制器，控制器將接收到的信號進行比較、運算，并發出指令，對變頻器進行控制。如果檢測得管網壓力大于設定值，則系統不起動，當管網壓力小于設定值時，系統起動。

休眠控制：

在夜間用水量非常少的情況下，為了節能，可以設置可以使水泵暫停工作的休眠狀態。在管網壓力允許的條件下，當變頻器輸出頻率低于某下限頻率時，變頻器停止輸出。當管網壓力小于下限設定時，再喚醒變頻器使之重新開始工作。

⒊實際系統的設計

⑴實際系統中應考慮的其他因素

對于實際系統來說，四臺等容量的供水泵并不是特別合理。在選取水泵時，應考慮在幾乎所有工況下都能使工作中的水泵處于高效率工作區間，因此，在夜間或需水量非常少的工況下工作的水泵可選一個比其他容量都小的。

同時，如果該系統是針對實際供水而設計的話，則應該同時考慮樓宇泵房中所需要的另兩種泵：深井泵與污水泵，顯然那樣的話系統會比現在的復雜一些。

主要由于絕大多數城市都不允許直接從市政管網吸水，因此采用變頻調速恒壓供水方式時仍然需要設置調節水池。在調節池中應安裝液深傳感器以檢測液面高度。當水池液面下降到一定高度時，為了保證消防用水，就需停止水泵運行，這個高度就是消防水位。只有當水池液面達到設定水位時才能恢復正常供水。

污水泵控制：一般泵房都漏水，因此有集污池。在集污池中安裝液位控制器，當污水池液面達到排污高度時，自動起動排污泵，排完污水后自動停止排污泵。

⑵管網水壓控制點的選擇

在本文設計的系統中，為了減少成本及增加可靠性而采用了泵口恒壓方式，只能對由水量變化而引起的水泵剩余揚程進行監控，它不包含管網阻力下降而產生的剩余揚程；若采用最不利點恒壓控制方法，則水泵的調速幅度同時決定于上述兩個變化因素，使水泵調速后的。

揚程與管網阻力特性曲線更好地符合，以獲得最佳的節能效果。在實際工程中，較現實的做法是在條件允許的情況下，盡可能將壓力控制點靠近最不利點。

⑶抗干擾問題

為保證系統可靠運行，在電氣連接上應注意采取抗干擾措施：

①交流電源側可采用RC低通濾波，以防止來自電網的干擾。部件的直流電源輸入端跨接電容濾波。

②處理好一點/多點接地，數字地和模擬地分開等問題。

③信號線選用帶屏蔽的雙絞線、電源線與信號線不平行布設，弱電強電分開。

④模擬信號采樣后，采用中值數字濾波，增加抗*力。

⑤在硬件設計中，增加看門狗電路；軟件設計中采取了指令冗余，軟件陷阱等保護措施。

⑥當系統出現故障時，能自動聲光報警，可轉手動操作。

⑷故障時的問題

對整個系統來說，不僅需要實現自動調節水泵轉速和軟起動的功能，電機應有過載、短路、過壓、缺相、欠壓、過熱等保護功能，對于供水管路出現的問題也應該有所識別，在故障不嚴重的情況下應能繼續運行，并對故障作出報警。對于調節池缺水的情況，可通過液深傳感器檢測，立刻停止水泵運行。當水池水位達到運行水位時，自動恢復水泵運行。在管網出現漏水問題及管道閥門損壞、不出水、少出水問題時，水泵運行會出現不出水或水壓達不到設定值的情況。在這種情況持續某個設定的時間之后，認定為管網缺水，系統發出故障報警信號，并提示及時進行系統檢修。在運行過程中，若變頻器出現突然故障時，當前運行的變頻泵應自動切換至工頻狀態繼續運行，同時發出故障報警信號；若水泵電機出現故障，應及時切除有故障的水泵并發出報警信號，同時將閑置的水泵投入系統中運行。綜上所述，采用自動化程度較高的變頻恒壓供水系統，不僅能夠地提高整個系統效率、延長系統壽命、節約能源，而且靈活性較好，能構成復雜的、功能強大的供水系統。

箱式泵站安裝使用及保養
1、生活恒壓變頻設備安裝應選擇通風良好、灰塵少、不潮濕的場地，環境濕度為-10℃－40℃。在室外應設防雨，防雷等設施。
2、為方便設備安裝、保養、設備四周應留70cm空間，人孔處應保留1.5m空間，四周地面應設排水溝。
3、生活恒壓變頻設備選定場地后，要處理好地基、在用砼澆注或用磚石砌筑罐體支承座。待基座*固化后，再吊裝罐體并放穩，隨后安裝附件，接通電源。
4、在試車前，應先關閉供水閥，檢查各密封閥情況，不允許有泄露現象，開車后，應注意機泵轉向。當壓力表指針到上*，機泵自動停止。打開供水閥，即可正常供水、如需定時供水，可把選擇開關扳到手動位置。
5、生活恒壓變頻設備泵機組應經常檢查，定期保養并加注潤滑油。離心泵和止回閥如發現漏水現象，應及時緊固法蘭螺絲或更換石棉根，檢查機泵底腳螺栓不能松動，以防損壞機器。
6、電器自動控制系統，應防水、防塵、經常檢查線路絕緣情況，連接螺栓是否松動和保險絲完好等情況。壓力表外部最好用透明材料包裹，以防損壞。
7、罐體如發現漆皮脫落，應及時涂漆保養，以延長使用壽命。