华振水务箱式一体化泵站*

箱式一体化泵站介绍

  箱式一体化泵站是集微电子技术、自动控制技术及多项现代建筑为一体的新技术，是在绿色环保、节能的时代潮流中出现的一颗新星，此产品已被列入国家十一五规划推广项目，经过了几年的实践，该产品正朝着集约化、系统化、标准化方向发展。

    一、我国采用的楼宇给水增压系统大致经历了四个阶段： 
   阶段是采用“储水池＋水泵＋高位水箱”的方法，市政来水进入储水池，然后由水泵加压后送至高位水箱，由高位水箱向用户供水，蓄水池起到高峰用水时调节作用；
    第二阶段是采用“储水池＋水泵＋压力罐”的方法，市政来水进入储水池，然后由水泵加压后送至压力罐，由压力罐向用户供水，蓄水池起到高峰用水时调节作用； 
 第三阶段采用“储水池＋恒压变频供水系统”的方法，设定了系统的供水压力后，在控制的作用下，水泵的转速和投入运行的水泵数量随供水量的变化而改变，输出压力的恒定，一定程度上节省了电耗。
    第四阶段管网叠压（无负压）供水时代，设备直接连接在市政来水管网上，不需要修储水池，充分利用了市政来水管网的压力，设备具有高效节能、环保无二次污染、自动化程度高、易维修等特性，逐步成为现代建筑的理性的供水方式。

二、箱式一体化泵站图及工作流程 
  1、生活变频加压给水泵系统框图

   设备系统如图所示，系统设定一恒定压力值，如果管网压力高于设定压力值时，电接点压力表6将管网压力反馈给变频控制柜16，使水泵机组11处于停机状态，自来水可通过直供管路直接到达用户管网17对用户进行供水。当市政管网压力变化或用户管网用水量变化使管网压力下降时，远传压力表14将管网压力反馈给变频控制柜16中的PID控制器，通过PID控制器调整变频器的输出频率，启动水泵机组11并调节水泵转速保持恒压供水；如果不能满足供水要求时，则变频器将控制多台工频泵和变频水箱变频加压泵启停而达到恒压变量供水的要求。 
    当主管网压力在设定保护压力以上运行时, 则负压抑制系统采用智能化控制技术，根据管网要求，自动控制设备运行工况，当主管网压力在设定保护压力以下运行时，水箱变频加压泵停止运行。当进水管来水量不足, 负压抑制系统出现故障，此时负压消除系统开始工作，使得流量调节器内部由负压变为常压，从而避免了设备因来水不足而对市政管网的影响。 
    当市政管网停水时，水泵机组11仍可工作，直到流量调节器5中的压力下降至电接点6所设定的下限压力后自动停机，来水后自动开机。停电时，水泵机组停止工作，自来水可通过连通管路进入用户管网，来电时机组自动开机恢复正常供水。

应用范围

·新建的住宅小区或办公楼等生活用水。
·低层自来水压力不能满足要求的消防用水。
·改造原有的气压水箱变频加压泵，可以充分利用原有的气压罐。
·已经建好水池的，可以采用智能型管网接力升压（无负压）设备与水池共用的供水方式。
·自来水厂的大型供水中间加压泵站。
·工矿企业的生产、生活用水等。
·各种循环水系统

智能智慧泵房特点控制精度高：变频器的内置PID调节器，实时监视压力实际值，随时调节水泵的投入数量和运行速度，从而自动跟踪用水量，并保持管网压力恒定，通过调节PI参数，控制精度可达0.01Mpa。压力设定，操作简便：用户可用键盘或电位器（选择件）设定压力。可多台水泵循环软启动：装置可列1—？台水泵进行循环软启动控制，即减少了电机启动时对电网的冲击，又减少了水泵的启动磨损和设备的冲击能耗，延长了设备的电气和机械寿命。定时换泵功能：为了保证各台水泵都能均匀地磨合，不发生锈蚀，延长设备的使用寿命，在PLC控制程序中可设定定时切换水泵工作时间。切换可在各台水泵之间循环进行。睡眠功能，高效节能：在用水低谷或夜间无人用水时，管网压力*保持期望值，系统会停止水泵运行，一旦压力低于期望值，系统会自动唤醒水泵投入运行。实现供水系统智能化管理。系统多点监视的扩展功能：蓄水池水位监视、机械设备的故障监视等，一旦外部有故障发生，可使该泵或整个系统停止工作并报警。手动/自动功能，提高无负压变频增压泵的可靠性：当自动控制设备出现故障时，可将设备切换到手动工作方式，使泵投入运行，保证正常连续供水。再对自动控制设备进行检修。

箱式一体化泵站系统节能分析：

　　箱式一体化泵站节能方案一 在供水系统中，蕞基本的控制对象是流量，供水系统的基本任务是要满足用户对流量的需求。目前，常见的流量控制方式有阀门控制和转速控制两种。

　　箱式一体化泵站的阀门控制 即通过调节阀门开度来控制流量。此时，供水系统的管道阻力将随阀门开度的改变而改变，而扬程特性保持不变。 在供水系统设计时，其水泵扬程及供水流量都是以满足用户的蕞大可能需求而选定的，且留有一定余量。而实际应用当中，系统在大部分时间里都是非满负荷运行的，这必须要减小阀门开度，调整供水流量。这样，管道阻力随之增大，从而产生大量的截流损失。这种控制方式不仅会浪费许多电机输出功率，而且因为管阻特性的改变，整个系统的供水效率也会大为降低

　　箱式一体化泵站的转速控制

　　即通过改变水泵的转速来调节流量，而阀门的开度保持不变(一般保持蕞大开度)。当水泵转速改变时，供水系统的扬程特性随之改变，而管阻特性不变。 在这种控制方式下，通过恒压调速技术改变水泵电机的转速，水泵的供水流量可随着用水流量的改变而改变，达到真正的供需平衡，在节能的同时，也可使整个系统达到蕞佳工作效率。随着恒压调速技术的日趋成熟，这种控制方式得到了越来越多的推广应用

　　-- 智能化箱式给水泵站的节能理论依据

　　由流体力学理论可知，大部分流体传输设备(如离心式水泵、风机等)的输出流量Q与其转速n成正比；输出压力或扬程P与其转速n的平方成正比；输出功率N与其转速n的三次方成正比，用数学公式可表示为： Q＝K1×n P＝K2×n2 N＝Q×P＝K3×n3 (K1、K2、K3为比例常数) 由上述原理可知，降低水泵的转速，水泵的输出功率将下降更多。例如，将电机的供电频率由50Hz降为40Hz，则理论上，频率改变后与改变前的输出功率之比为(40/50)3 = 51.2%。

　　*实践证明，在供水系统中接入恒压节能系统，利用恒压技术改变水泵转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节方式，能取得明显的节能效果，一般节电率都在30%以上。另外，恒压器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对流量的平稳调节，同时减少启动冲击并延长机组及管组的使用寿命。 B、封闭智能化箱式给水泵站的节能方案二 如上所述，流量是供水系统的基本控制对象，供水流量需要随时满足用水流量。在供水系统中，管道中的水压能够充分反映供水能力与用水需求之间的关系： 若供水流量>用水流量 → 管道水压上升↑ 若 供水流量.

     智能箱式泵站原理：解析管网水经过管路,过滤器及倒流防止器进入稳流补偿器，再经过稳流补偿器通过水泵加压到用户,其供水流程比较简单,其核心技术部分是如何消除供水过程中的负压现象，而其核心部件又在于稳流补偿器的结构和原理,下图是其稳流补偿器的结构剖面图,通过此图我们来分析一下其设备是如何消除负压的。

这里存在几种情况：

    当自来水供水量大于用户用水量时,可以正常供水,不会产生负压。

    第二，当用户用水高峰,自来水供水量不能满足用户用水时，稳流补偿器此时可起到短时间 内补充水量的作用，由于稳流补偿器水量的减少造成补偿器水位下降就会形成真空，补偿器内就会出现负压现象，此时不采取措施，势必影响自来水管网的供水压力，造成周边自来水管网压力的紊乱，针对这种情况，其他厂家利用一种称为“真空抑制器”的部件来消除真空，（其原理在此不做详述）长沙恒信则采取罐内补气的原理来消除真空，即将稳流补偿器分为两个腔体A腔,B腔。其A腔内气体为制造时焊接后预留的气体,A腔预留     

 箱式一体化泵站原理的气体起着消除负压的作用。当自来水供水量不能满足用户用水量时，补偿器（即B腔体）内水位下降出现真空，此时由于真空的负压作用形成虹吸现象。A腔内的气体就会因压力差的作用而被导入到B腔内，由此达到破除真空，消除负压的作用。当供水量足够时，随着B腔内液位不断上升，会把腔体上端浮球顶起，于是B腔体内空气又重新被压缩回A腔体内进行贮存待用。

   A腔内贮存气体是否存在有毒气体的可能性。因为A腔体内的气体是通过一次性焊接后贮存的气体，腔内气体成分大部是焊接产生的烟气。

   第二，A腔预存的“有毒气体”在与B腔内水接触后被水慢慢吸收、水溶。久而久之A腔内气体会被*水溶吸收，重新产生真空，出现无气可补的现象，一旦B腔出现真空；A腔内又无气可补，就无法实现消除真空和负压现象。

   第三，当补偿器液位下降到B腔体1/3处时，设备会出现保护性停机，此时如何来保证高层用户的用水，另外由于水位的不稳定会造成水泵的频繁开启以及用户用水压力的紊乱，如何解决？

箱式一体化泵站核心部件：

1、组合式不锈钢水箱（带泵房）。

2、智能化电气控制系统。

3、低噪音不锈钢多级离心泵（CDL系列）。

4、无负压进水装置及防倒流装置。

5、不锈钢成套管路。

6、压力、液位信号采集、反馈设施。

箱式一体化泵站特点：

1、一体化专业设计，结构紧凑，系统直接安装在水箱里（如在室外可减少泵房的建设）投资少，安装方便，外形美观。

2、利用管网压力的叠加以及自动变频运行方式，节能效果得到显著提高(大干40%)。

3、配套安装方便，只有一个市政管网进口和一个供水出口。

4、运行稳定，振动小，噪音低（噪音值低于50分贝）。

5、系统供水稳定（即使管网临时断水，也能通过水箱正常供水），充分保证系统末端压力 。

6、可附加自动巡检功能，降低物业管理费用。

7、采用PLC可编程控制全自动运行，操作维护方便。

箱式一体化泵站适用范围城乡居民生活小区，高层建筑生活用水，宾馆、饭店的室内外无负压变频增压泵。各类型的自来水厂，供水站增压系统，输油管增压系统、供气设备。供热和空调系统中的循环用水设备。传统无负压变频增压泵（气压、水塔、高位水箱供水）的改造。工业恒压无负压变频增压泵。 消防用水设备。工业锅炉补水设备。深井泵恒压无负压变频增压泵。农业排灌设备，园林喷洒设备，水井及艺术喷泉设备等需供流量，压力控制的多种应用场合。

  箱式一体化泵站是把电机变频技术和微机控制技术应用到供水领域的新一代供水装置。它是水塔、高位水箱、压力罐供水装置的理想更新换代产品。具有节省电能，节约投资，不需要维护，运行可靠等特点，是未来无负压变频增压泵的主导产品。我公司开发的变频柜还可应用在各行业需要电机调整设备上，具有明显调整精度和节能效果，如提升机和通风机安装变频柜是速度和风量调节装置。　

箱式一体化泵站适用范围：
a）居民小区、高层建筑的生活供水，工业、消防恒压供水。

b）传统供水系统改造，工业锅炉补水系统。

c）农业排灌系统，园林喷洒系统，水井及艺术喷泉设备。

d）供热和空调系统中的循环用水设备。

e）各种类型的自来水厂、供水站增压设备，输油管增压设备、供气设备等等需供流量、压力控制的多种应用。

 华振公司生产的箱式一体化泵站，实现了水泵的无级调速,根据用水量的变化自动调节水泵的转速而使水压始终保持期望值,以满足用户不同时间的用水要求。这是当今、合理的节能型无负压变频增压泵变频调速供水系统内置的PID调节器，可实时监测过程实际值，自动跟踪过程量随时调节泵的投入数量和运行速度，从而保证恒压、恒流、恒液位。

我们先看看恒压供水与其它供水方式的比较：
 传统的供水方式：一般城市管网的水压为1.4-2.4kg/cm2, 只能保证6层楼以下楼房的用水.其余声部各层均须"提升"水压才能保证用水要求.以前大多采用传统的水塔,高位水箱或是气压增压设备, 但它们都必须有水泵以高出实际用水高度的压力来提升水量,增大了水泵的轴功率和能耗. 
水箱/水塔供水：系统供水是由水箱/水塔直接供应，即为重力供水。它是由位置高度所形成的压力来进行供水的，因此，必须建造高大的水塔或在建筑物屋顶建立贮水箱。由于水塔和水箱的容积是一定的，在用水高峰常常不能满足供水要求。同时，由于其存水量大，在屋顶形成很大的负重，增加了结构的承重和占用楼层的建筑面积。此外，水箱和水塔的贮水，增加了水被二次污染的机会。 

箱式一体化泵站不在屋顶上设置水箱，也不用单独建筑水塔，仅在地下室或某些空余之处设置水泵机组和气罐设备。采用压力给水来满足供水要求。气压无负压变频增压泵是以气压罐代替水塔或高位水箱，利用密闭压力罐内的压力将水压送入管网，其优点是灵活性大，建设快，少受污染，利于抗震等；缺点是体积和投资大，压力变化大，运行效率低，还需空气压缩机充气。因此，耗费动力较多，维护费用高。

箱式一体化泵站无须贮水箱或水塔，它由单台泵或多台泵将水源的水直接打入用户主管网中，根据用水量随时调整水泵的速度和水泵运行的台数，以保持管网压力恒定。在用水高峰能保持恒定水压，在用水低谷或无人用水时，可调低水泵速度或进入睡眠状态，具有显著的节能效果。除此之外,该设备还具有设备占地面积小,综合造价低, 减轻水质二次污染,，便于使用和维护等优点。

罐式无负压供水主要由供水泵组、稳流装置、倒流防止器、控制装置、负压消除器等部分组成，其工作原理是在管网压力允许的情形下直接从管网吸水，利用市政管网的压力，节约能源。无负压供水设备吸水量小于管网供水能力时，并不会造成管网压力的降低，但在用水高峰时段，水泵的吸水量大于管网供水量时，市政管网压力降低，造成稳流器内压力也相应的降低，当稳流器的压力降至低于大气压力时，稳流补偿器上部的负压防止器打开，水泵从稳流器内吸水，此时稳流器和大气连通，相当于一个小的盛水容器。在此条件下，无负压供水设备并不能利用管网的供水压力，稳流器内的水被吸完后，机组将不得不减少供水量甚至停水，等管网压力增高后，设备才能利用管网余压正常供水。由此可见，罐式无负压供水设备在使用时，要求市政管网在高峰用水时能满足罐式无负压设备供水量，使稳流器内压力高于大气压力，否则很可能要停水影响用户的正常用水。

   箱式无负压给水设备分为两类，一种为市场上常见的箱式无负压设备。在市政管网压力不足的时候，*和市政管网断开，切换为由敞开式水箱来供水，这就成了市政管网压力高时为无负压状态供水，在市政管网压力低时为水箱加水泵供水模式。这种在市政管网压力低时切断了市政管网的供水，用户的所有用水量都由水箱储水量来供水的箱式无负压给水设备本文中称为切换式箱式无负压给水设备。切换式箱式无负压给水设备在市政管网压力低时无负压设备不能利用市政管网压力，用户端供水压力会明显降低，导致有些用户因压力不足，无法供水。     另一种为增压式箱式无负压给水设备。在市政供水压力不足的情况下，设备首先保证市政管网的压力，减少从市政管网的抽水量，用户用水量和市政管网所能供给的水量的差额由水箱来补充，这就是所谓的差量补偿的方式来供水，这样可以充分利用市政管网的压力和供水量，节约能量，并减小了水箱的容积。增压式箱式无负压给水设备水箱中水的压力是由水箱内设置的增压装置来增压供水，增压装置是一个泵阀组合体，要求增压装置的压力要和市政管网的压力相当，如果增压装置的压力比市政管网的压力高很多，会造成市政管网在供水能力的范围内供水能力降低，不能充...箱式无负压给水设备分为两类，一种为市场上常见的箱式无负压设备。在市政管网压力不足的时候，*和市政管网断开，切换为由敞开式水箱来供水，这就成了市政管网压力高时为无负压状态供水，在市政管网压力低时为水箱加水泵供水模式。这种在市政管网压力低时切断了市政管网的供水，用户的所有用水量都由水箱储水量来供水的箱式无负压给水设备本文中称为切换式箱式无负压给水设备。切换式箱式无负压给水设备在市政管网压力低时无负压设备不能利用市政管网压力，用户端供水压力会明显降低，导致有些用户因压力不足，无法供水。