發(fā)射臺變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李會春　付亞軍

摘要：河南省無線發(fā)射傳輸管理中心商丘骨干發(fā)射臺位于商丘睢陽區(qū)路河鄉(xiāng)，自建臺以來一直以鄉(xiāng)鎮(zhèn)自來水作為生活和飲用水水源，自打機(jī)井作為灌溉和生活用水水源。自打機(jī)井因一墻之隔的一條長期被污染的河溝，水質(zhì)受到污染，只能用來灌溉。隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)快速化建設(shè)步伐的加快，經(jīng)常出現(xiàn)因?yàn)槭┕?、維修、停電等原因?qū)е碌耐Ｋ?。如遇長時(shí)間停水，傳統(tǒng)的大水桶儲水和桶裝純凈水已經(jīng)不能滿足臺站職工基本生活需要。隨著員工數(shù)量的逐步增加，原有的供水措施更顯得捉襟見肘，供水問題日益突出。為了從根本上解決臺站用水問題，經(jīng)中心領(lǐng)導(dǎo)和臺站班子成員多次協(xié)商，最終淘汰了重新打機(jī)井、樓頂安裝儲水罐這兩種傳統(tǒng)方案，最終選定了開封市金原恒壓供水設(shè)備廠生產(chǎn)的變頻恒壓供水設(shè)備。

關(guān)鍵詞：恒壓；變頻；供水系統(tǒng)

現(xiàn)代電力應(yīng)用中，對我國的國標(biāo)電力50Hz的頻率進(jìn)行改變從而實(shí)現(xiàn)的交流電控制手段被稱為變頻技術(shù)，整個(gè)技術(shù)的核心元件是變頻器裝置。通過變頻器可以對我國50Hz的交流電進(jìn)行頻率改變，以此來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)變化，即通過變頻器的運(yùn)用將國標(biāo)50Hz的交流電變化為頻率在30Hz到130Hz之間的浮動變化。同時(shí)，電壓的應(yīng)用范圍也擴(kuò)大至142v到270V之間，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載的合理利用，并達(dá)到一定降低功耗、減小損耗、延長設(shè)備的使用壽命的效果。

下面一起來認(rèn)識一下基本解決臺站職工生活用水問題的變頻恒壓供水系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)組成如圖1所示。

由圖1可以看出：1臺最新性能PID變頻控制柜、1個(gè)3噸的儲水箱、1個(gè)壓力罐、1個(gè)壓力表和2臺水泵并聯(lián)組成了尖端加壓供7k系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以自動運(yùn)行來保證用戶的恒壓不定量用水需求，同時(shí)保證整個(gè)供水管網(wǎng)壓力始終穩(wěn)定，系統(tǒng)始終處在一個(gè)相對高效節(jié)能的環(huán)境下，運(yùn)用變頻器的目的是自動調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行速度并調(diào)動單臺或者多臺的水泵參與系統(tǒng)的運(yùn)行或者停止，從而使得整個(gè)供水系統(tǒng)始終保持在一個(gè)較為理想的恒壓環(huán)境下，操作簡單。

1.1 恒壓供水變頻控制柜

恒壓供水變頻控制柜主要由藍(lán)智（LANZ）變頻恒壓供水控制器和深圳市英威騰電氣股份有限公司生產(chǎn)的變頻控制器組成。一體化主板式結(jié)構(gòu)、除液晶顯示彈性鍍金插針外無任何多余線路插針或排線連接，適用EN，ANSI，UL，ASTM，ISTA國際運(yùn)輸及儀器設(shè)備運(yùn)行震動標(biāo)準(zhǔn)。整板設(shè)計(jì)，故障點(diǎn)少、電氣結(jié)構(gòu)性能更穩(wěn)定。線路板全面三防（防潮、防鹽霧、防霉）處理，以此來保證電子線路的元器件始終保持在干燥穩(wěn)定的環(huán)境下，以免受到侵蝕，提升設(shè)備的穩(wěn)定性和安全系數(shù)。

變頻控制柜是整個(gè)系統(tǒng)的核心。其主要功能及功能參數(shù)表如下：

（1）主要功能。整機(jī)簡約設(shè)計(jì)，操作方便，內(nèi)容豐富。在面板上可以任意手動、自動控制任何一臺泵。工頻、變頻運(yùn)行雙色燈區(qū)別指示。

全液晶中文參數(shù)顯示，數(shù)據(jù)清晰可見，有故障系統(tǒng)自動發(fā)生聲光報(bào)警，并提供設(shè)備供應(yīng)商聯(lián)系方式。便捷的故障查詢功能：可保存10條故障信息，方便了解控制器系統(tǒng)的運(yùn)行情況。具備時(shí)間、日期和密碼設(shè)定功能。選用模糊控制手段，對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化，整個(gè)系統(tǒng)容易上手，設(shè)備反應(yīng)快，精細(xì)化程度高，切換泵時(shí)對管網(wǎng)壓力沖擊小。系統(tǒng)有定時(shí)換泵功能，從而避免水泵長時(shí)間運(yùn)行，科學(xué)分配泵組運(yùn)行時(shí)間，提高水泵壽命。

超高壓力、無水、壓力信號、防爆壓力等自動檢測功能，避免爆管和設(shè)備損壞，安全穩(wěn)定。

故障自動檢測屏蔽功能，系統(tǒng)判斷出某一臺水泵無法工作的條件下，可以自動跳過該水泵，對其余的水泵根據(jù)需要開機(jī)。

可以根據(jù)實(shí)際的用水需求相應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，壓力調(diào)節(jié)精度達(dá)到小于+0.01MPa。

反饋信號全部采用光電隔離，抗干擾功能更強(qiáng)大。

完善的變頻器和電機(jī)電路保護(hù)系統(tǒng)，有效地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動運(yùn)行。

系統(tǒng)內(nèi)所有的水泵互為主備，并自檢故障水泵，可按新的需要組合控制。

（2）功能參數(shù)表，如表1所示。

1.2 儲水箱

該5立方儲水箱采用不銹鋼材質(zhì)，有1個(gè)自來水進(jìn)水口、1個(gè)方便清洗水箱或?qū)λ溥M(jìn)行維修時(shí)的排水口、1個(gè)浮球閥和1個(gè)磁浮子式液位計(jì)。

（1）浮球閥是由曲臂和浮球等部件組成的閥門，可用來自動控制水塔或水池的液面。具有保養(yǎng)簡單，靈活耐用，液位控制準(zhǔn)確度高，水位不受水壓干擾且開閉緊密不漏水等特點(diǎn)；（2）液位計(jì)是物位儀表的一種。用來測量容器中液體介質(zhì)的高低。

1主1副2臺水泵均采用臺州新界機(jī)電有限公司生產(chǎn)型號為Y68022三相異步電動機(jī)。額定功率1.1kW、額定電壓380V.額定電流2.51A、頻率50Hz、額定轉(zhuǎn)速2800r/min、重量僅為12kg。

1.3 壓力罐設(shè)備

所謂壓力罐，即通過對密閉罐體內(nèi)的空氣進(jìn)行增減壓來維持貯水量變化時(shí)罐體相同的水壓，因此也可以稱之為氣壓給水設(shè)備。壓力罐是整個(gè)系統(tǒng)的重要元件，連接水泵和供水管網(wǎng)，開啟水泵后，水泵一邊向系統(tǒng)內(nèi)用戶供水，一邊向壓力罐供水，壓力罐水位的不斷上漲使得罐內(nèi)氣體不斷被壓縮，管網(wǎng)壓力也隨之增加。當(dāng)壓力增長到系統(tǒng)預(yù)先設(shè)計(jì)的數(shù)值時(shí)，罐體頂部的壓力氣表接通觸點(diǎn)，系統(tǒng)發(fā)出信號，水泵供電電路斷開，停止工作。當(dāng)管網(wǎng)用戶用水量持續(xù)增大，在壓縮氣體作用下，儲水罐內(nèi)的水被不斷壓入管網(wǎng)系統(tǒng)，隨著壓力罐水位降低，罐體體壓力也在不斷減小。當(dāng)壓力進(jìn)一步縮減至壓力數(shù)值下限時(shí)，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出指令，水泵導(dǎo)通，開始工作。一般情況下，整個(gè)系統(tǒng)處于無人值守狀態(tài)即可，系統(tǒng)依照用水量變化，自行調(diào)節(jié)水泵的導(dǎo)通和斷開狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)壓力降低時(shí)水泵可向管網(wǎng)供水。我臺設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用的壓力罐為隔膜式壓力罐。

1.4 遠(yuǎn)傳壓力表

遠(yuǎn)傳壓力表適用于測量對鋼及銅合金不起腐蝕作用的液體、蒸汽和氣體等介質(zhì)的壓力。因?yàn)樵陔娮柽h(yuǎn)傳壓力表內(nèi)部設(shè)置一滑線電阻式發(fā)送器，故可把被測值以電量傳至遠(yuǎn)離測量的二次儀表上，以實(shí)現(xiàn)集中檢測和遠(yuǎn)距離控制。

2 系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.1 有效地杜絕了水壓不足的問題

穩(wěn)壓變頻裝置的運(yùn)用使得所有的用水設(shè)備都能保持水壓的始終恒定。密閉的系統(tǒng)環(huán)境，從根本上杜絕了傳統(tǒng)屋頂水箱密封性差的缺陷。取代傳統(tǒng)的屋頂水箱供水方式，消除了水污染的源頭。相應(yīng)地降低了建筑成本，提高了建筑物屋頂?shù)确轿坏睦寐?。取消傳統(tǒng)的屋頂水箱，使建筑受力減小，使得建筑物的建筑成本降低。

2.2 節(jié)約電能，縮小占地面積

采用變頻技術(shù)，水泵根據(jù)實(shí)際用水需求自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，提高了設(shè)備的效率，并且系統(tǒng)不需要龐大的屋頂水箱和遠(yuǎn)距離傳輸管線，施工量和施工期都大為縮減。

2.3 全自動化控制系統(tǒng)

系統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)，菜單多樣性，可以根據(jù)實(shí)際用水量實(shí)現(xiàn)水壓的精確控制。專用自主開發(fā)，具有多樣化功能，能夠提供尖端水準(zhǔn)的精密控制。

3 實(shí)際使用中存在的問題

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念為：當(dāng)水壓達(dá)到設(shè)定壓力后，水泵停止工作，進(jìn)入休眠狀態(tài)；當(dāng)壓力下降到喚醒壓力時(shí)，啟動水泵工作。

商丘骨干發(fā)射臺臺站主樓為3層，而變頻供水系統(tǒng)安裝在室外空闊的地方，系統(tǒng)的出水口距離主樓約50米。

系統(tǒng)安裝初期，3樓用水明顯感覺水流忽大忽小，水壓不穩(wěn)。后經(jīng)過與廠家溝通，通過在1樓放水做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：如果一直用水，則電機(jī)一直高速運(yùn)轉(zhuǎn)，水壓相對恒定。通過多次微調(diào)變頻控制器的設(shè)定壓力、休眠頻率、休眠延時(shí)、喚醒壓力、變轉(zhuǎn)工延時(shí)、工轉(zhuǎn)變延時(shí)等關(guān)鍵參數(shù)，水壓逐漸趨于平穩(wěn)。

4 結(jié)語

該恒壓變頻供水系統(tǒng)的使用，解決了傳統(tǒng)儲水及所儲水長期不用水質(zhì)受污問題；變頻技術(shù)高效節(jié)能又環(huán)保；主備泵的輪換使用又延長了整個(gè)供水系統(tǒng)的使用壽命。真可謂“一舉三得”。鑒于此，該恒壓變頻供水系統(tǒng)，可用于公園、果園、農(nóng)場灌溉，生產(chǎn)制造和洗滌裝置業(yè)，醫(yī)院、學(xué)校、機(jī)場等公共場所，賓館、寫字樓等商用商廈，是一個(gè)值得推廣、環(huán)保節(jié)能又高效的好產(chǎn)品。