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)當中，有利于提升供水企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)濟效益。因此，探索變頻技術(shù)在供水企業(yè)當中的應(yīng)用方法，提升變頻技術(shù)的應(yīng)用效率，擴大變頻技術(shù)在供水企業(yè)各個生產(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)會根據(jù)自身發(fā)展情況及用水的不同需求，選擇針對性最好的變頻技術(shù)應(yīng)用模式。在多種不同的變頻技術(shù)應(yīng)用模式當中，固定變頻控制模式可以在1號水泵變頻能力不足時，自動啟動2號水泵變頻設(shè)備。固定變頻模式可以降低供水壓力無法滿足實際用水需求情況時所造成的設(shè)備內(nèi)部運轉(zhuǎn)不良等情況。

當供水需求量減少時，工作人員可以調(diào)整兩臺不同水泵的頻率，降低水流突然變化對設(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)在短時間內(nèi)滿足實際的用水需求[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號水泵處于滿頻狀態(tài)時，將1號水泵切換為工頻運行，再在2號水泵的變頻系統(tǒng)當中啟動變頻器設(shè)備，當需水量持續(xù)降低時，2號水泵也可以進入到預先設(shè)定好的退泵頻率范圍。此種控制模式可以確保1號和2號水泵在變頻和工頻切換的過程當中，利用1號水泵的額定流量對2號水泵的50%額定流量進行控制。在供水管網(wǎng)內(nèi)部水壓存在較大波動的情況下，可以根據(jù)需水量的不確定性，對其進行適當調(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1號水泵的變頻設(shè)備上升到滿頻時，2號水泵啟動，2號水泵的變頻設(shè)備啟動，同時將1號水泵的運行頻率降至與2號水泵相同，確保1號水泵和2號水泵的供水流量保持一致。當1號水泵和2號水泵的變頻均為滿頻時，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，啟動3號水泵。利用1號水泵設(shè)備和2號設(shè)備分別拖動2號與3號設(shè)備達到相同的頻率，繼續(xù)完成供水工作。切換時，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 多臺同型號調(diào)速泵實現(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)定的情況下提升進水口的取水能力。當系統(tǒng)內(nèi)部所需的水量在一定區(qū)間變化之時，可以通過一臺調(diào)速泵完成取水工作；當系統(tǒng)內(nèi)部所需的水量變化范圍超過一臺調(diào)速泵可以工作的最大范圍時，可以通過多臺同型號的調(diào)速泵完成取水工作。

筆者單位在2018年的自來水廠改造項目中就將兩臺同一型號的75 kW調(diào)速泵進行并聯(lián)，形成了具有特定壓力的取水并聯(lián)系統(tǒng)。通過對取水環(huán)節(jié)進行動態(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，進而滿足不同時間段的供水需求，實現(xiàn)取水與供水平衡。在高效段運行時，并聯(lián)的變頻調(diào)速水泵也可以滿足不同的參數(shù)需求。當用水需求量持續(xù)變大時，運行人員可根據(jù)不同需求適當增減設(shè)備數(shù)量，實現(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降低能耗，降低生產(chǎn)成本[2]。

2.2 多臺不同型號調(diào)速泵實現(xiàn)供水壓力穩(wěn)定

經(jīng)過上述分析可以得出，同型號的多臺調(diào)速泵同時運轉(zhuǎn)，可以提升供水系統(tǒng)的取水能力，若將上述多臺同型號調(diào)速泵的模式用于向用戶供水當中，只對其中的一臺設(shè)備水泵進行調(diào)速，那么便無法實現(xiàn)供水壓力的穩(wěn)定。針對這一問題，筆者單位在2018年的自來水廠改造項目中將選擇一臺83 kW的調(diào)速泵（簡稱“大泵”）和兩臺39.5 kW的調(diào)速泵（簡稱“小泵”），安排大泵作為調(diào)速泵，將小泵作為恒速泵，通過兩種不同型號的水泵同時運轉(zhuǎn)，有效穩(wěn)定了供水壓力。當大泵作為調(diào)速泵時，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的變頻調(diào)速泵進行并聯(lián)，增強了對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，應(yīng)用輔助泵和小氣壓水罐設(shè)備能幫助工作人員時刻保持管網(wǎng)系統(tǒng)當中的壓力穩(wěn)定，即便在用水量較低之時，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頻率，在處于運行狀態(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)不僅能有效實現(xiàn)取水與供水平衡，穩(wěn)定增長供水壓力，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，促進供水企業(yè)實現(xiàn)“兩提高三降低”的生產(chǎn)目標，同時降低設(shè)備運行故障率。在科學技術(shù)不斷快速發(fā)展的背景下，我國供水企業(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)濟效益，滿足城鄉(xiāng)居民對美好生活的需求。

［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］.中國設(shè)備工程，2017（22）：112-114.