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自來水管道加壓供水設(shè)備控制原理圖
時(shí)間：2012-12-3 來源：揚(yáng)子江泵業(yè) 瀏覽數(shù)：6088
自來水管道加壓供水設(shè)備廣泛應(yīng)用于新建、擴(kuò)建和改造的住宅樓、住宅小區(qū)、辦公樓、賓館、飯店生活用水，各種循環(huán)水系統(tǒng)。
自來水管道加壓供水設(shè)備主要配件：
1）主工作泵：常用單級(jí)或多級(jí)臥式或立式清水離心泵。
2）氣壓罐：在小流量甚至零流量持續(xù)時(shí)間較長，為更節(jié)電時(shí)設(shè)置。
3）變頻控制柜：變頻控制柜是變頻給水設(shè)備 的核心部分，一般由供貨廠家按水泵功率配套供應(yīng)。
4）無負(fù)壓罐:與市政管網(wǎng)一體疊壓消除負(fù)壓，消除二次污染，智能補(bǔ)償用水流量。
5）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(shí)）、壓力表、壓力繼電器和底座等。一般組裝式設(shè)備由廠家組裝好供貨。
深井無塔變頻供水設(shè)備控制原理圖
說明：無負(fù)壓設(shè)備采用微機(jī)變頻技術(shù)和有效的負(fù)壓處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)疊壓供水。具體如下：該設(shè)備通過真空補(bǔ)償系統(tǒng)及全封閉結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了與自來水管網(wǎng)的直接串接，并且克服了對管網(wǎng)的不良影響。該設(shè)備通過管網(wǎng)壓力表、真空抑制器及穩(wěn)流補(bǔ)償器中的檢測裝置采集穩(wěn)流補(bǔ)償器內(nèi)的真空度及水位信號(hào)，實(shí)時(shí)反饋，通過微機(jī)控制真空抑制器及穩(wěn)流補(bǔ)償器中的特殊裝置動(dòng)作，抑制負(fù)壓產(chǎn)生，保證該設(shè)備不對城市管網(wǎng)產(chǎn)生影響。
當(dāng)市政管網(wǎng)停水時(shí)，水泵機(jī)組仍可工作，直到穩(wěn)流補(bǔ)償器中的壓力下降至電接點(diǎn)所設(shè)定的下限壓力后自動(dòng)停機(jī)，來水后自動(dòng)開機(jī)。停電時(shí)，水泵機(jī)組停止工作，自來水可通過直通管路進(jìn)入用戶管網(wǎng)。來電時(shí)機(jī)組自動(dòng)開機(jī)恢復(fù)正常供水。
第一章 自來水管道加壓供水設(shè)備變頻性能特點(diǎn):
１．自來水管道加壓供水設(shè)備配套的水泵、閥門等均為國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)名牌產(chǎn)品，能保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。
２．控制元件選擇檔次高。
變頻控制系統(tǒng)的核心部件變頻調(diào)速器、可編程控制器、人機(jī)界面、空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器均采用國際品牌產(chǎn)品，確保各元件之間具有佳的配合，使得整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)一步提高。可根據(jù)用戶的不同需要或不同的應(yīng)用場合而選擇不同的品牌，如西門子、三菱、富士、ABB、施耐德、梅蘭日蘭等。控制系統(tǒng)豐富的管理及過程控制軟件，由本公司專業(yè)工程師精心編制，實(shí)現(xiàn)了真正的人機(jī)對話以及參數(shù)設(shè)置窗口化、提問化，使得用戶使用起來簡單明了，即使初用者也只需通過人機(jī)界面的中文幫助功能進(jìn)行正確的操作，所有的故障都將由系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測、監(jiān)控，并能準(zhǔn)確指導(dǎo)用戶進(jìn)行排除。高品質(zhì)的電氣元件保證了控制系統(tǒng)具有更高的可靠性，大大降低了設(shè)備的故障率，提高了使用壽命。
３．自來水管道加壓供水設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，控制核心可編程控制器（ＰＬＣ）采用日本富士公司或ＳＩＥＭＥＮＳ公司產(chǎn)品,其響應(yīng)極快、精度極高,穩(wěn)定性極好,可靠性極高,能確保系統(tǒng)在復(fù)雜的工況下，長期無故障運(yùn)行，并具有強(qiáng)大的通訊功能和豐富的擴(kuò)展功能。
４．自來水管道加壓供水設(shè)備高效節(jié)能。采用進(jìn)口變頻器，按需要設(shè)定供水壓力，根據(jù)管網(wǎng)用水量來變頻調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使水泵始終在高效率工況下運(yùn)行，該設(shè)備同普通的無塔供水設(shè)備相比，節(jié)能效果達(dá)２０％。
５．自來水管道加壓供水設(shè)備對電網(wǎng)沖擊小，保護(hù)功能完善。
由于采用了ＰＬＣ控制多臺(tái)水泵循環(huán)軟啟動(dòng)方式，消除了水泵電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊和干擾，并且設(shè)備控制系統(tǒng)具有短路、過流、過壓、過載、欠壓、缺相、過熱等多種保護(hù)功能，大大提高了工作效率，延長了水泵的使用壽命。
６．自來水管道加壓供水設(shè)備采用觸摸式按鈕操作。
自來水管道加壓供水設(shè)備手動(dòng)部分均采用集成電路制成的觸摸式按鍵操作，不僅比采用傳統(tǒng)的按鈕、指示燈、轉(zhuǎn)換開關(guān)操作使用方便，而且美觀大方，使用壽命長。
７．人機(jī)界面觸摸面板操作，設(shè)定參數(shù)靈活方便。
控制柜操作面板設(shè)有人機(jī)界面顯示(觸摸顯示屏)，在人機(jī)界面上可通過觸摸式按鍵靈活設(shè)定工作壓力、頻率下限、加速時(shí)間、減速時(shí)間、換泵時(shí)間、壓力傳感器量程等各種工作參數(shù)，能夠
顯示系統(tǒng)時(shí)間、系統(tǒng)壓力、設(shè)定壓力，各泵工作狀態(tài)等參數(shù)，并能在人機(jī)界面內(nèi)查閱各種故障原因及處理方法。
８．自來水管道加壓供水設(shè)備采用多臺(tái)泵進(jìn)行循環(huán)工作,系統(tǒng)根據(jù)供水量要求啟動(dòng)一臺(tái)或多臺(tái)主工作水泵,全部水泵的啟動(dòng)均用變頻器進(jìn)行軟啟動(dòng),系統(tǒng)電氣及機(jī)械沖擊很小;
對于幾臺(tái)主泵的運(yùn)行系統(tǒng)遵循先開先停、后開后停、循環(huán)變頻啟停、工作機(jī)會(huì)均等的原則進(jìn)行選擇工作,能有效延長每臺(tái)水泵使用壽命.
９．自來水管道加壓供水設(shè)備壓力控制精度為0.01Mpa。
１０．水泵切換壓力誤差設(shè)定。設(shè)定了壓力誤差后，可避免水泵在設(shè)定值附近頻繁啟停。
１１．定時(shí)換泵功能。
由于自來水管道加壓供水設(shè)備是根據(jù)管網(wǎng)用水量的多少來決定投入運(yùn)行水泵的臺(tái)數(shù)，所以當(dāng)用水量長期在某一小范圍內(nèi)變化時(shí)就會(huì)使得某臺(tái)水泵長期運(yùn)行而磨損嚴(yán)重，而其他水泵長期不使用造成生銹，設(shè)定本功能后則可方便的解決該問題。
對于同流量的多臺(tái)水泵，為使各泵平均工作時(shí)間相同，須設(shè)置定時(shí)換泵功能。在設(shè)定了定時(shí)換泵功能后，當(dāng)一臺(tái)變量泵連續(xù)工作時(shí)間超過設(shè)定值后，且有變量泵處于“休息”狀態(tài)，則變頻器自動(dòng)切換啟動(dòng)“休息”時(shí)間長的變量泵，并停止原變量泵，以保證各臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)間均等，延長水泵使用壽命。換泵時(shí)間可任意設(shè)定。
１２．定時(shí)開關(guān)機(jī)控制。（可選功能）
系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，數(shù)據(jù)可掉電保護(hù)。如果用戶只需要在一天中的某段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行，則可設(shè)定每天
的開機(jī)、關(guān)機(jī)時(shí)間，進(jìn)行定時(shí)控制。
１３．當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換至工頻運(yùn)行，確保供水不間斷。
１４．爆管保護(hù)功能。當(dāng)外管網(wǎng)發(fā)生爆管后，設(shè)備可自動(dòng)停止運(yùn)行。
１５．突然停電后再來電，設(shè)備能夠自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。
１６．可編程控制器具有RS485通訊接口，便于將各種參數(shù)傳至上位計(jì)算機(jī)。(附加功能)。
１７．設(shè)備符合JG/T3009－93標(biāo)準(zhǔn)。
１８．可適用于生活消防合用系統(tǒng)。
對于生活和消防合用供水系統(tǒng),則設(shè)備可設(shè)定兩個(gè)工作壓力,一個(gè)為消防供水壓力,一個(gè)為消防供水壓力。平時(shí)設(shè)備按生活設(shè)定壓力運(yùn)行，消防泵參與依次循環(huán)軟啟動(dòng)，同時(shí)向消防管網(wǎng)補(bǔ)壓，維持消防管網(wǎng)壓力。當(dāng)有火警發(fā)生時(shí)，由消火栓破玻按鈕、濕式報(bào)警閥上的壓力開關(guān)、消防控制中心、控制柜上的消防強(qiáng)起按鈕等發(fā)出消防信號(hào)，則PLC受到此信號(hào)并自動(dòng)控制系統(tǒng)將供水壓力提供到消防設(shè)定壓力按消防所需水量，增加啟動(dòng)多臺(tái)工作泵，供給生活和消防的全部用水量。如果生活供水管網(wǎng)上裝設(shè)有電動(dòng)閥門，則設(shè)備在接到消防啟動(dòng)信號(hào)后，先關(guān)閉生活供水管網(wǎng)上的電動(dòng)蝶閥，再將供水壓力提高至消防設(shè)定壓力，供給消防所需的全部用水量。消防結(jié)束后，需手動(dòng)恢復(fù)平時(shí)生活工作狀態(tài)。
第二章 器件選擇
1.1水泵的選擇：
1.1.1用戶供水量的確定：
設(shè)計(jì)流量應(yīng)按生活用水的設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算。新建筑或生活小區(qū)已經(jīng)由專業(yè)設(shè)計(jì)人員算出，不用單獨(dú)計(jì)算，對于改造類型需重新計(jì)算。
本設(shè)計(jì)小區(qū)人數(shù)：m＝150000/12＝12500人
小區(qū)戶數(shù)：f＝12500/3.5＝3571戶 （每戶平均3.5人）
高日生活用水量QD＝mqd/1000=rfqd/1000
其中：qd—用水定額（Ⅲ類住宅，qd＝190L/人）
M—設(shè)計(jì)小區(qū)內(nèi)的人數(shù)
r—平均居住人數(shù)（通常r=3.5人/戶）
f—居民區(qū)的戶數(shù)
QD＝3.5×3571×190/1000=2375m3/d
則大小時(shí)流量QH＝KH×QD/T
=2.3*2375/24
=227.6 m3/h
=63.2L/S
其中：T＝24h為每日用水時(shí)間
KH—時(shí)間常數(shù)（Ⅲ類住宅，KH＝2.3）
秒流量計(jì)算公式：
Ⅲ類：Qq＝1.02×0.2×＋0.0045Nq
其中Nq為用水當(dāng)量
Nq＝n×f＝4×3571＝14284
（nⅢ類＝4，每戶平均用水量）
Qq＝1.02×0.2× ＋0.0045Nq
＝1.02×0.2× ＋0.0045×14284
＝24.378＋71.42
＝95.8L/S
由于f＝3571戶》3000戶，所以取QH與Qq中較大者作為供水標(biāo)準(zhǔn)，流量取Qq。
考慮選泵時(shí)留有裕度10％～15％，所以Qq按Qq×（1＋10％）＝Qq×110％＝105.4L/S選泵。
消防用水量根據(jù)規(guī)范，人類小于2.5萬人時(shí)，一次滅火用水量為15L/S，本小區(qū)人 數(shù)為12500人，消防用水量選為15L/S,選泵時(shí)留有裕度10％，所以Qq消防＝Qq×110％＝15×110％＝16.5L/S。
1.1.2供水的揚(yáng)程計(jì)算：
在供水系統(tǒng)中，一般把遠(yuǎn)高層作為計(jì)算依據(jù)。如果小區(qū)遠(yuǎn)點(diǎn)的建筑不是高的建筑，則必須選擇兩個(gè)不利點(diǎn)分別計(jì)算供水揚(yáng)程，并以供水揚(yáng)程較大的建筑遠(yuǎn)點(diǎn)供水揚(yáng)程。
理論上，若0.1Pa的壓力可以獲得10m揚(yáng)程，因此，供水揚(yáng)程可計(jì)算如下：
H＝P/0.01
H—供水揚(yáng)程
P—供水壓力
0.01MPa揚(yáng)程為1M，此設(shè)計(jì)給定水壓為0.28Mpa，所以揚(yáng)程H為28M。
1.1.3泵的選擇：
在水泵并聯(lián)時(shí)，多臺(tái)水泵的流量并不等于多臺(tái)水泵每臺(tái)水泵出水量之和。根據(jù)公式，兩臺(tái)水泵并聯(lián)時(shí)流量為單臺(tái)的190％，三臺(tái)水泵并聯(lián)時(shí)，流量為單臺(tái)的 251％，四臺(tái)水泵并聯(lián)流量為單臺(tái)的320％。
本設(shè)計(jì)流量為Qq×3.6＝105.4×3.6＝379.44M3/h。
選四臺(tái)水泵每臺(tái)水泵流量為379.44/3.2=118.575M3/h
IS型單級(jí)單吸清水離心泵：適用于工業(yè)制藥，飲料，化工等工礦和城市給水，排水，亦可用于農(nóng)業(yè)排灌，結(jié)構(gòu)簡單，單級(jí)單吸軸向吸入。
根據(jù)流量與揚(yáng)程，生活泵選用IS100—80—160型水泵四臺(tái)。
IS100—80—160型水泵參數(shù)如下：流量為120M3/h，揚(yáng)程為30M，轉(zhuǎn)速為2900r/min，效率為78％，氣蝕余量4.0，軸功率為11.2KW，電動(dòng)機(jī)功率為15KW，重量為195Kg。
小區(qū)消防用水Qq＝16.5L/S，查規(guī)范有：六層不利配水點(diǎn)，消火栓剩余壓力為0.23Mpa，所以選水泵揚(yáng)程為28＋23＝51M。
消防泵選用自吸水泵XFZ100—50型水泵一臺(tái)。
XFZ100—50型水泵適用工廠，礦山，城市生活給排水，消防水，農(nóng)用排灌，加熱冷卻，增壓系統(tǒng)等，自吸水泵性能穩(wěn)定，允許調(diào)速，斷水自負(fù)水壓穩(wěn)定。
消防泵參數(shù)：流量60M3/h,揚(yáng)程54M，轉(zhuǎn)速2940r/min，效率61％，軸功率14.1KW，電動(dòng)機(jī)功率22KW。
1.2電動(dòng)機(jī)的選擇：
1.2.1電動(dòng)機(jī)容量的選擇：
電動(dòng)機(jī)的容量可以根據(jù)水泵的軸功率和電動(dòng)機(jī)與水泵轉(zhuǎn)速一致來選擇
1.2.3電動(dòng)機(jī)的選擇：
生活供水水泵電動(dòng)機(jī)選Y系列（IP23）三相異步電動(dòng)機(jī)，Y160M—2型電動(dòng)機(jī)四 臺(tái)。
電機(jī)參數(shù)：額定功率15KW，滿載時(shí)：定子電流為29A，轉(zhuǎn)速為2910r/min，效率為88％，功率因數(shù)為0.88，啟動(dòng)電流為額定電流的7倍，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.7倍，大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2.2倍。
消防泵電機(jī)選用Y系列（IP23）三相異步電動(dòng)機(jī)。
Y360M—2型三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率為22KW，額定電壓為380V，滿載時(shí)，電流為43A，轉(zhuǎn)速為2940r/min，效率為88％，功率因數(shù)為0.89，大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2倍。
1.3變頻器的選擇：
1.3.1變頻器介紹：
近年來，許多變頻器生產(chǎn)廠家都推出了專用于風(fēng)機(jī)，水泵類負(fù)載的變頻器，ABB公司的ACF601系列等，均可選用。變頻器容量只需與說明書上表明的配用電動(dòng)機(jī)容量相符即可。
1.3.2變頻器選擇：
SBG+/P+系列變頻器由高性能數(shù)字處理器DSP控制，功能齊全，操作簡單，并嚴(yán)格按照GB/T12668.2—2002標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)。生活泵電動(dòng)機(jī)功率15KW，電壓380V，定子電流29A，容量為S＝U×I＝380×29＝11.02KVA
根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率，容量與定子電流值選森蘭SB60P＋型變頻器。
參數(shù)如下：電動(dòng)機(jī)功率15KW，額定容量20KVA，額定電流30A，電壓0～380V，0.1～400HZ，過載能力120％，1分鐘，輸入電源三相380/60HZ。
元器件目錄表
|
代號(hào)
|
名稱
|
數(shù)量
|
規(guī)格型號(hào)
|
備注
|
|
PLC
|
可編程控制器
|
1
|
FX2N-48M
|
繼電器輸出型
|
|
MF
|
變頻器
|
1
|
SB60P+
|
內(nèi)帶有輸出程序
|
|
HR1～HR20
|
指示燈
|
15
|
AD16-22
|
LED顯示，220VAC,(其中4個(gè)紅色，其余為綠色)
|
|
KT
|
時(shí)間繼電器
|
1
|
JZ7-80
|
線圈電壓220VAC
|
|
KA
|
中間繼電器
|
1
|
JS7-14
|
線圈電壓220VAC
|
|
KM1,1～4KM2,1～4KM3,
1～4KM4,1～4KM5,1～4KM6,
1～4KM8,KM11
|
交流繼電器
|
26
|
CJ10-40
|
線圈電壓220VAC
|
|
KM9,KM10
|
交流接觸器
|
2
|
CJ10-5
|
線圈電壓220VAC
|
|
KM12,KM16
|
交流接觸器
|
2
|
CJ10-150
|
線圈電壓220VAC
|
|
KM13,KM14,KM15
|
交流接觸器
|
3
|
CJ10-60
|
線圈電壓220VAC
|
|
SB5,SB6,SB7,SB9,SB11,
SB13,SB15,SB17
|
啟動(dòng)按鈕
|
8
|
LAY37
|
綠色
|
|
SB1,SB4,SB8,SB10,SB12,
SB14,SB16,SB18,SB19
|
停止按鈕
|
9
|
LAY37
|
紅色
|
|
SB2,SB3
|
停止按鈕
|
2
|
LA25-11
|
紅色聯(lián)動(dòng)按鈕
|
|
QF
|
低壓斷路器
|
1
|
DZ10-200/33
|
脫扣電流值為170A
|
|
1～3FU1
|
熔斷器
|
3
|
RC1A-200
|
熔體150A
|
|
1～3FU2
|
熔斷器
|
3
|
RC1A-150
|
熔體100A
|
|
FU3
|
熔斷器
|
1
|
RC1A-5
|
熔體2A（控制電路）
|
|
1～4FR1
|
熱繼電器
|
4
|
JR16-30/3
|
根據(jù)電機(jī)額定電流整定
|
|
FR2
|
熱繼電器
|
1
|
JR16-45/3
|
根據(jù)電機(jī)額定電流整定
|
|
續(xù)表4－3
|
||||
|
M1～M4
|
電動(dòng)機(jī)
|
4
|
Y160M-2
|
三相交流異步電動(dòng)機(jī)（生活泵用）
|
|
M5
|
電動(dòng)機(jī)
|
1
|
Y360M—2
|
三相交流異步電動(dòng)機(jī)（消防泵用）
|
|
SL
|
液位繼電器
|
1
|
HHY11PG
|
適用于排水供水，220VAC
|
|
SP
|
遠(yuǎn)傳壓力表
|
1
|
YST－150型
|
|
|
A
|
電流表
|
1
|
42L6-A
|
|
|
HZ
|
頻率表
|
1
|
HB962型
|
|
|
HBA
|
電鈴
|
1
|
|
AC220V,d=75mm
|
|
A1～A8
|
三相電線
|
24
|
BBLX-3*50
|
IC=101A
|
|
B0～B2
|
三相電線
|
9
|
BBLX-3*150
|
IC=208A
|
|
C
|
三相電線
|
3
|
BBLX-3*95
|
IC=163A
|
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