淺談變頻技術(shù)在供水企業(yè)的應(yīng)用

徐貴平

（桂林市臨桂區(qū)大江水電管理所，廣西 桂林 541102）

應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和電子設(shè)備，將更加成熟的變頻技術(shù)應(yīng)用到供水企業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中，有利于提升供水企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。因此，探索變頻技術(shù)在供水企業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用方法，提升變頻技術(shù)的應(yīng)用效率，擴(kuò)大變頻技術(shù)在供水企業(yè)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用范圍，成為了相關(guān)領(lǐng)域工作人員的工作重點(diǎn)之一。

1 變頻技術(shù)在供水企業(yè)中的控制模式

1.1 固定變頻控制模式

變頻技術(shù)在供水企業(yè)的供水環(huán)節(jié)中具有較好的應(yīng)用效果，供水企業(yè)會(huì)根據(jù)自身發(fā)展情況及用水的不同需求，選擇針對(duì)性最好的變頻技術(shù)應(yīng)用模式。在多種不同的變頻技術(shù)應(yīng)用模式當(dāng)中，固定變頻控制模式可以在1號(hào)水泵變頻能力不足時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)2號(hào)水泵變頻設(shè)備。固定變頻模式可以降低供水壓力無法滿足實(shí)際用水需求情況時(shí)所造成的設(shè)備內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)不良等情況。

當(dāng)供水需求量減少時(shí)，工作人員可以調(diào)整兩臺(tái)不同水泵的頻率，降低水流突然變化對(duì)設(shè)備造成的沖擊和影響。此種模式可以應(yīng)用于一次性用水量較大的供水系統(tǒng)內(nèi)部，可以保證供水系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)滿足實(shí)際的用水需求[1]。

1.2 循環(huán)變頻控制模式

利用循環(huán)變頻控制系統(tǒng)可以在1號(hào)水泵處于滿頻狀態(tài)時(shí)，將1號(hào)水泵切換為工頻運(yùn)行，再在2號(hào)水泵的變頻系統(tǒng)當(dāng)中啟動(dòng)變頻器設(shè)備，當(dāng)需水量持續(xù)降低時(shí)，2號(hào)水泵也可以進(jìn)入到預(yù)先設(shè)定好的退泵頻率范圍。此種控制模式可以確保1號(hào)和2號(hào)水泵在變頻和工頻切換的過程當(dāng)中，利用1號(hào)水泵的額定流量對(duì)2號(hào)水泵的50%額定流量進(jìn)行控制。在供水管網(wǎng)內(nèi)部水壓存在較大波動(dòng)的情況下，可以根據(jù)需水量的不確定性，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而降低變頻環(huán)節(jié)中可能存在的事故和安全隱患。此種模式可以較好地應(yīng)用于出水穩(wěn)定的供水系統(tǒng)中。

1.3 雙變頻器控制模式

當(dāng)1號(hào)水泵的變頻設(shè)備上升到滿頻時(shí)，2號(hào)水泵啟動(dòng)，2號(hào)水泵的變頻設(shè)備啟動(dòng)，同時(shí)將1號(hào)水泵的運(yùn)行頻率降至與2號(hào)水泵相同，確保1號(hào)水泵和2號(hào)水泵的供水流量保持一致。當(dāng)1號(hào)水泵和2號(hào)水泵的變頻均為滿頻時(shí)，若設(shè)備無法滿足供水管網(wǎng)的壓力需求，則將該組設(shè)備切換到工頻，直至降低到相同的水泵頻率為止，與此同時(shí)，啟動(dòng)3號(hào)水泵。利用1號(hào)水泵設(shè)備和2號(hào)設(shè)備分別拖動(dòng)2號(hào)與3號(hào)設(shè)備達(dá)到相同的頻率，繼續(xù)完成供水工作。切換時(shí)，若水泵的總出水量保持不變，則可以使管網(wǎng)內(nèi)部的供水效率得到提升。

2 變頻技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 多臺(tái)同型號(hào)調(diào)速泵實(shí)現(xiàn)取水與供水平衡

變頻供水設(shè)備可以在保證出水口壓力穩(wěn)定的情況下提升進(jìn)水口的取水能力。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部所需的水量在一定區(qū)間變化之時(shí)，可以通過一臺(tái)調(diào)速泵完成取水工作；當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部所需的水量變化范圍超過一臺(tái)調(diào)速泵可以工作的最大范圍時(shí)，可以通過多臺(tái)同型號(hào)的調(diào)速泵完成取水工作。

筆者單位在2018年的自來水廠改造項(xiàng)目中就將兩臺(tái)同一型號(hào)的75 kW調(diào)速泵進(jìn)行并聯(lián)，形成了具有特定壓力的取水并聯(lián)系統(tǒng)。通過對(duì)取水環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和控制，確保供水過程中系統(tǒng)能保持穩(wěn)定的水壓和充足的水量，進(jìn)而滿足不同時(shí)間段的供水需求，實(shí)現(xiàn)取水與供水平衡。在高效段運(yùn)行時(shí)，并聯(lián)的變頻調(diào)速水泵也可以滿足不同的參數(shù)需求。當(dāng)用水需求量持續(xù)變大時(shí)，運(yùn)行人員可根據(jù)不同需求適當(dāng)增減設(shè)備數(shù)量，實(shí)現(xiàn)取水與供水平衡。通過應(yīng)用變頻供水設(shè)備，可以在確保供水的同時(shí)降低能耗，降低生產(chǎn)成本[2]。

2.2 多臺(tái)不同型號(hào)調(diào)速泵實(shí)現(xiàn)供水壓力穩(wěn)定

經(jīng)過上述分析可以得出，同型號(hào)的多臺(tái)調(diào)速泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，可以提升供水系統(tǒng)的取水能力，若將上述多臺(tái)同型號(hào)調(diào)速泵的模式用于向用戶供水當(dāng)中，只對(duì)其中的一臺(tái)設(shè)備水泵進(jìn)行調(diào)速，那么便無法實(shí)現(xiàn)供水壓力的穩(wěn)定。針對(duì)這一問題，筆者單位在2018年的自來水廠改造項(xiàng)目中將選擇一臺(tái)83 kW的調(diào)速泵（簡(jiǎn)稱“大泵”）和兩臺(tái)39.5 kW的調(diào)速泵（簡(jiǎn)稱“小泵”），安排大泵作為調(diào)速泵，將小泵作為恒速泵，通過兩種不同型號(hào)的水泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，有效穩(wěn)定了供水壓力。當(dāng)大泵作為調(diào)速泵時(shí)，小泵可以起到穩(wěn)定水壓變化的作用。自來水廠將多種不同型號(hào)的變頻調(diào)速泵進(jìn)行并聯(lián)，增強(qiáng)了對(duì)供水壓力變化的可控程度，為持續(xù)工作提供了穩(wěn)定的支持，提高了供水質(zhì)量，降低了供水管網(wǎng)的故障率。

2.3 輔助泵和小氣壓水罐優(yōu)化供水能力

供水企業(yè)在集中供水的系統(tǒng)當(dāng)中還用到變頻泵的配套設(shè)備，即輔助泵和小氣壓水罐等設(shè)備。我國(guó)北方地區(qū)的供水企業(yè)常應(yīng)用變頻泵的配套設(shè)備，在實(shí)際供水環(huán)節(jié)中，通過小氣壓水罐來完成防水錘的工作。當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)部發(fā)生滲漏問題或者出現(xiàn)夜間零流量問題時(shí)，應(yīng)用輔助泵和小氣壓水罐設(shè)備能幫助工作人員時(shí)刻保持管網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中的壓力穩(wěn)定，即便在用水量較低之時(shí)，輔助泵和小氣壓水罐設(shè)備同樣也能幫助主泵完成供水任務(wù)，從而降低主泵和輔助泵的啟動(dòng)頻率，在處于運(yùn)行狀態(tài)下的水泵不斷增加和減少的切換過程中，輔助設(shè)備同樣可以保持相對(duì)穩(wěn)定的管網(wǎng)壓力，持續(xù)穩(wěn)定地為用戶供水。

3 總結(jié)

綜上所述，在集中供水環(huán)節(jié)中應(yīng)用變頻技術(shù)不僅能有效實(shí)現(xiàn)取水與供水平衡，穩(wěn)定增長(zhǎng)供水壓力，提高供水服務(wù)質(zhì)量，還能保證提高供水企業(yè)的能源利用效率，促進(jìn)供水企業(yè)實(shí)現(xiàn)“兩提高三降低”的生產(chǎn)目標(biāo)，同時(shí)降低設(shè)備運(yùn)行故障率。在科學(xué)技術(shù)不斷快速發(fā)展的背景下，我國(guó)供水企業(yè)應(yīng)使用更加高效和節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)代化變頻設(shè)備，提高供水服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，滿足城鄉(xiāng)居民對(duì)美好生活的需求。

［1］郭紅云，袁宵.供水系統(tǒng)中的水泵節(jié)能技術(shù)研究［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（23）：95-96.

［2］潘文輝.PLC及變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.中國(guó)設(shè)備工程，2017（22）：112-114.