一、恒压供水的特点及分析
现代楼宇及高层住宅用水量一般是动态的,必须保持供水压力的恒定,使供水和用水之间保持平衡,即用水量大时供水也多,用水量少时供水也少,从而提高供水的质量。随着城市生活水平的提高,保证供水质量、提供恒压供水系统对于用户是非常重要的。另外,在高层建筑供水中,若自来水供水因故压力不足或短时断水,不但影响生产生活,严重时会影响生存安全,例如发生火灾时,若供水压力不足或无水供应,不能迅速灭火,可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以,对于自来水的二次加压系统,采用恒压供水,成为必然的选择。
随着电力技术的发展及变频调速技术的日趋完善,以变频调速器为核心的智能型恒压供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备的使用,由于变频器能够进行无级调速,从而使水泵起动平稳,并且起动电流能够限制在额定电流以内,避免了启动时对电网及水泵的冲击,延长了水泵和阀门的使用寿命,并且能够消除系统水锤现象,降低了维修及维护成本。
二、变频器的应用方式
在恒压供水系统中,以往均设置多台水泵,根据供水量大小,控制水泵的开启数量。常用做法有两种方式:一是一拖多方式,即全部水泵只配用一台变频器,通过PLC进行切换控制或采用类似丹佛斯VLT7000系列变频器的多泵控制器进行切换控制;二是每台水泵配用一台变频器,变频器一对一控制。后种方法可根据压力反馈信号,通过变频器内置PID运算自动调整变频器输出频率,改变电动机转速,从而达到管网恒压的目的,但该方式成本较高。由于现代城市生活对于恒压供水稳定性及可靠性要求的提高,比如在大连地区,自来水公司的二次加压泵站,现在大多设计采用一拖一的方式,水泵一般采用大流量高扬程水泵一用一备,避免了一拖多方式下由于变频器故障造成的停水情况发生。
三、使用丹佛斯变频器存在的问题
原来使用VLT6000及VLT7000变频器用于恒压供水系统中,利用变频器内置的PID功能自动进行控制,辅之变频器的睡眠功能,能够很好的进行恒压供水控制。但是,在高层或超高层建筑,扬程几十米甚至达到100米以上时,经常出现变频器在夜间或其它无用水时段,时常出现压力能够维持恒定,但水泵却无流量空转,最终造成水泵叶轮将泵体内自来水搅热,水泵整体发热现象。通过观察,发现此时的止回阀是关闭的状态,主要因为止回阀上存在极高的水压,由于变频器低速运转时扬程随之降低,因此无法冲开止回阀。此现象也存在于北方的供热系统中,主要存在于二次热网的定压补水控制中,但是二次网的补水压力一般不高,只是水泵功率一般较小,因此,分析与管路工艺设计也存在一定关系。使用VLT6000/7000在实际调试中,要解决水泵的发热问题,只能通过提高睡眠频率来解决这一问题,具体调试时只有通过反复观察止回阀关闭时变频器的输出频率,从而设定该频率为睡眠频率,以此避免水泵的无流量空转现象。但是,此方式运行也不够稳定,而且如果用户改变压力设定点及系统产生变化时,该睡眠频率经常失效,造成无法正常供水,只能对睡眠频率进行重新的修正,不但对用户造成影响,也造成了售后服务成本的增加。
四、FC102/202新功能的使用
随着丹佛斯FC102/202新一代变频器的投入使用,通过对新一代变频器的不断了解,也使FC102/202的新功能在实际使用中得到了充分的发挥。对于VLT6000/7000系列变频器在恒压供水中存在的水泵发热问题,通过实际的应用,发现FC102/202的无流量检测功能,能够很好的解决以上问题。在大连远洋洲际国际酒店恒压供水系统中,原系统中的变频器采用施耐德品牌,后改用我公司提供的丹佛斯FC102变频器,由于该系统中水泵的扬程超过100米,第一次调试时,采用变频器内置PID功能,通过闭环控制模式,没有启动无流量检测功能,系统投入使用,系统运行一天以后发现水泵发热,同样出现VLT6000/7000系列使用过程中存在的问题。只能利用变频器自身功能来解决问题,通过使用FC102中的无流量检测功能,最终顺利解决了该问题。调试方法如下:在变频器停机情况下,首先关闭水泵的出口阀门,然后,在变频器中启动低功率自动设置功能,手动启动变频器,变频器启动后将自动检测无流量时的频率输出,并且对该频率进行自动的记录,检测完成后,需将无流量功能设定为睡眠模式;无流量功率的设定也可以通过手动调整。具体调试方法在FC102/202编程指南中22-XX参数组中有详尽说明。
调试完毕后,系统重新启动,水泵正常运行,运行近一年再无发热现象产生。通过采用FC102/202的无流量功率检测功能,很好地解决了VLT6000/7000系列变频器在恒压供水系统中存在的问题,也说明新一代FC系列变频器具备更多更强大的实用功能,在今后的使用过程中也一定能够得到更好的应用。
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