供水设备范文
时间：2023-03-18 13:33:43
导语：如何才能写好一篇供水设备，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
中图分类号：TK284.7文献标识码：A
一、供水设备的发展
第一阶段是采用“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+恒压阿拉善盟无负压供水系统”的方法，设定了系统的供水压力后，在系统的控制下，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、无负压供水设备的原理：
无负压供水设备进水管与自来水管网直接相连，水在自来水管网剩余压力驱动下压入设备进水管，设备的加压水泵在进水剩余压力的基础上继续加压，将供水压力提高到用户所需的压力后向出水管网供水；当用户用水量大于自来水管网供水量时，进水管网压力下降，当设备进水口压力降到绝对压力小于0（或设定的管网保护压力）时，设备中的负压预防和控制装置自动启动工作，对设备运行状态进行调整直至设备停机待命，确保进水管网压力不再降低而对自来水管网造成不利影响；当自来水管网供水能力恢复，进水管网压力恢复到保护压力以上时，设备自动启动，恢复正常供水；当自来水管网剩余压力满足用户供水要求时，设备自动进入休眠状态，由自来水管网直接向用户供水，供水不足时设备自动恢复运行；当用户不用水或用水量很小时，设备自动进入停机休眠状态，由设在设备出水侧的小流量稳压保压罐维持用户数量用水及管网漏水，用户用水稳压保压罐不能维持供水管网所需压力时，设备自动唤醒，恢复正常运行。设备运行过程中充分利用自来水管网的剩余压力，始终既不对自来水管网造成不利影响又最大限度的满足用户需求，降低供水能耗，实现供水系统最优运行。
无负压设备原理图
三、无负压供水设备与传统水设备的优缺点比较1.传统供水设备：（一）工程投资大 建水池、设水箱，占地面积大，施工周期长，如果水池中水源二次污染严重，还需要重新安装水处理设备，工程总投资大。（二）存在二次污染 传统供水方式原本纯净的自来水全部放入水池（或水箱）中，水池、水箱不是全封闭结构，各种空气中的粉尘、细菌及小动物极易进入水池、水箱，存在水源被污染的后患。并且自来水在水池、水箱中存留较长的时间，易变质变味；虽然自来水中含有一定数量的余氯用于消毒，但是不能满足水质要求。被污染的水经过加压后供给用户饮用，严重影响人体健康。（三）浪费能源 传统供水设备将自来水完全放入水池或水箱，原有压力全部变为零，再从零开始重新加压给水，原有能量白白浪费，这种给水方式能耗大，设备运行成本高。同时由于水池大多采用土建结构、渗水、跑水、漏水、蒸发等问题不可避免，造成水资源浪费。另外，水池需要定期用大量的水来冲刷白白浪费掉，从而也会造成水资源的浪费。（四）运行不经济 传统供水设备加压设备选型大，运行中消耗电能较多，使用不经济。（五）安装麻烦 传统供水设备 修建水池、设置水箱，工程量大，工序较多，工艺也复杂，一旦出现渗漏现象难以修复，后期维护也困难。（六）物业管理麻烦 传统供水设备大型蓄水池清洗时费时费力，且清洗时用水受到影响，管理麻烦。2.无负压供水设备： 无负压供水设备，克服了水池、水箱的诸多缺点，成功的解决了高层居民用水难的问题。它有如下独到之处： （一）无负压供水设备不用建水池或设水箱，与自来水管网直接连接，可以充分利用自来水管网原有压力，差多少补多少，自来水压力能满足负荷要求时，设备便停止工作。系统大部分时间在低频率下运行，耗电较少，因此节能效果显著，可达到50％以上。 （二）自来水经设备加压后直接供给用户，全程密封运行，没有水池跑、冒、滴漏和渗水现象，节水13%。水源不易受污染，供水质量好，是环保型供水设备，采用微机变频软启动恒压控制，水压平稳，水压质量好。 （三）无负压供水设备施工周期短，占地面积小，安装方便，工程总投资可减少60％以上，使用该供水设备水质没有二次污染，不需要净化设备，进一步节省了投资；因为利用了自来水自身的压力，能耗小，节省日常的用电开支。因为没有水池和水箱，同时又节省了定期清洗消毒的费用。 （四）无负压供水设备运行成本低。由于加压泵选型较小，而且采用多泵制，在用水低峰期，一台泵足以满足用水需求。用水高峰期时，才会启动其它水泵，因此设备运行能耗非常低。 （五）物业管理方便、简单，该供水设备为数字控制全自动运行。停电停水自动停机，来电来水自动开机。 （六）无负压供水设备设备自动化程度高，具有过流、过热、缺相、缺水等多种保护功能，使用寿命长。且有一条公共供水管路与用户管网直接相通，在停电时加压泵虽停止工作，但建筑低层用户依旧可维持供水。
四、无负压供水设备在应用中存在的问题
由于无负压供水设备是直接连接在市政给水管网上，可能出现过度抽吸问题，如何防止过度抽吸问题，这里控制系统较为复杂，还需要我们进一步完善。此外此设备水泵组长期属于高效区工作，工况运行过载等相关问题也是一个技术难题。
五、结束语
通过第四代无负压供水设备和传统供水设备的比较，我们得出新一代无负压供水设备是较为理想的二次供水设备，其占地小，运行可靠，节水，节电效果好等特点可以大幅节约成本同时节约能源。是对供水设备的一次革新。
参考文献：
篇2
关键词：变频供水设备 循环软启动 深水井 生活消防合用
随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频供水设备已广泛应用于多层住宅小区生活及高层建筑生活消防供水系统。变频调速供水设备一般具有设备投资少，系统运行稳定可靠，占地面积小，节电节水，自动化程度高，操作控制方便等特点。但在实际应用中若选型及控制不当，不但达不到节能目的，反而"费电"。以下结合我们多年来的实践经验，对几种变频供水设备的应用及其控制方法进行介绍，供同行及用户在设计、改造、选型时参考。
1.普通循环软启动变频供水设备
该类型设备在实际应用中较多，系统由水泵机组、循环软启动变频柜、压力仪表、管路系统等构成。变频柜由变频调速器，PLC(或变频控制器)，低压电器等构成。系统一般选择同型号水泵2～4台，以3台泵为例，系统的工作情况如下：
平时1台泵变频供水，当1台泵供水不足时，先开的泵转为工频运行，变频柜再软启动第2台泵，若流量还不够，第2台泵转为工频运行，变频柜再软启动第3台泵。若用水量减少，按启泵顺序依次停止工频泵，直到最后1台泵变频恒压供水。
另外系统具有定时换泵功能，若某台泵连续运行超过设定切换时间(一般设为1~2天)，变频柜可自动停止该泵切换到下一台泵继续变频运行。换泵时间由程序设定，可按要求随时调整。这样可均衡各泵的运行时间，延长整体泵组的寿命。
为达到更好的节能目的，多功能变频控制器设有双恒压接口，系统可实现双恒压供水功能。
该系统一般适用于规模较小的多层住宅小区(如300户以内)或其它小规模用水系统，水泵功率一般不超过7.5kW。另外也适用于小流量用水时间很短或用水量变化不大的其它场合，如循环水系统。
2.带小流量泵的循环软启动变频供水设备
当变频供水系统在小流量或零流量的情况下，比如在夜间用水低谷时，系统内的用水量很小，此时水泵在低流量下运行，会造成水泵效率大大降低，不能达到节能的目的，水泵功率越大用电越多。例如对300～1000户的多层住宅小区或600户左右的小高层住宅楼群(12层以内)的生活用水系统，生活主泵功率一般在15kW左右，系统的零流量频率f0一般为25～35Hz，故在夜间小流量时，采用主泵变频供水效率较低。
这就涉及供水系统在小流量或零流量时的节电问题，一般可以采取4种方案：①变频主泵+工频辅泵；②变频主泵+工频辅泵+气压罐；③变频主泵+气压罐；④变频主泵+变频辅泵+气压罐［2］。从节能、投资角度看第4种方案更为适宜，该方案即在原变频主泵基础上，再配备1～2台小泵专用在夜间或平时小流量时变频供水，一般选择小泵流量为3～6m3/h，居民区户数越多，流量可适当选择大些。小泵功率一般为1.5～3kW，小泵的扬程按主泵扬程或略低于主泵扬程即可。
变频柜采用PLC控制，程序采用模块化设计，系统控制流程见图1。平时系统运行于主泵循环软启动变频供水模式，系统用水量减小时，主泵频率逐渐降低，当频率低于小流量频率时，PID调节器发出低频切换信号，延时后，系统自动进入小泵变频供水模式。当用水量增大，小泵流量不能满足系统需要时，PID调节器发出满频信号，延时后，系统自动返回主泵循环软启动变频供水模式。为达到更好的节能效果，系统也可实现双恒压供水功能。
以郑州某单位住宅小区变频供水系统为例，生活主泵配QDG30?20×3立式多级泵2台，单台Q=30m3/h，H=60m，N=11kW，小泵配QDL4.8-8×6立式多级泵1台，Q=4.8m3/h，H=48m，N=1.5kW。在用水非高峰时，主泵运行小流量频率平均为30Hz，电流为6.5A，采用小泵时小流量频率平均为35Hz，电流为2.5A，按每天小流量运行时间15h计算，每年可节电3800kW·h。
3.全流量高效变频供水设备
对比较大的生活小区和高层建筑的生活用水，若单配主泵机组和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差别较大，当流量调节范围在QL～1/3Qm时，水泵的运行效率仍很低，导致水泵运行不经济，浪费电能。并且流量在大于或接近QL时还会出现频繁的换泵操作。为实现在全流量范围内水泵始终能高效率运行，这就有必要再增加一种中流量水泵，流量可选为1/3Qm～1/2QM。特殊情况下还可增加2种中流量水泵。这样整体水泵流量选择呈阶梯状，从而使得设备在任何流量段运行时均处于水泵的高效率段，更加节能。
变频柜控制核心由PLC和多功能PID调节仪构成，以三种泵配置为例，系统的控制流程见图2。系统也可实现双恒压供水功能，中泵和小泵变频时低恒压供水，主泵变频时高恒压供水。
4.深水井变频供水设备
目前深水井潜水泵采用变频调速控制的也非常广泛，主要是因为不需再建水塔，设备占地小，建设周期短，水质无二次污染，水泵软启动软停车，故障率低，大修周期延长，寿命提高。但对夜间也要求供水的系统(一般居民生活用水都有要求)，仍存在夜间小流量"费电"问题。一般潜水泵功率较大，小流量频率fL一般在28Hz以上。如30kW的潜水泵，小流量频率按30Hz计算，每天夜间近6h内约有50kW·h电能"浪费"，一年就是18000kW·h!这还未计入白天小流量时的用电。
为解决小流量耗电问题，可增配1台直径600～1200的囊式气压罐，一般气压罐可直接安装在泵房。根据气压罐的调节容量合理设置小流量频率fL。变频柜控制核心仍为PLC和多功能PID调节仪，当系统用水量变小，运行频率降至小流量频率fL时，系统进入小流量变频稳压状态，同时PLC自动计算潜水泵启动次数，若小时启动次数D≥12次，系统则回到潜水泵变频恒压供水状态。系统的程序见图3。
5.生活消防合用变频供水设备
对多层建筑，《建筑设计防火规范》GBJ16-87第8.1.2条规定"消防给水宜与生产、生活给水管道合用"。但对高层建筑，《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第7.4.1条规定"室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置"。而12层以内小高层建筑(特别是住宅楼群)，生活消防压力差别不大，若管材选用适当或消防管路采取防倒流措施，在采用变频设备及电源可靠条件下，建议高规适当放宽要求应允许生活消防合用供水设备。同时有以下优点：
(1)生活消防泵组定时轮换运行，不会因消防泵长期不用或管理不善而使水泵锈死，机组时刻处在工作状态。
(2)生活泵组和消防泵组合用，基本节省一套消防泵组，且便于设备管理和维护。
(3)设备自动化程度高，供水稳定可靠，且水质无二次污染。
(4)水泵软启动软停车，无冲击和超压危害。
系统可按循环软启动变频设备或带小流量泵的循环软启动变频供水设备选型，主泵流量按生活、消防两者最大的来选择，并留有1台备用泵，扬程一般按消防设计压力选择。另外还应注意的有以下几点：
(1)应设消防接口，如有消防报警系统应设24VDC无源启停接口。
(2)应有消防时确保消防用水的技术措施，如在生活总管上安装电磁阀，消防时关闭生活用水。
(3)应设水位接口，消防低水位报警，并关闭生活用水。
(4)应有双恒压功能，即平时低恒压生活供水，消防时自动转入高恒压消防供水。
(5)消防时应限制退泵操作，以防止压力不稳。
6.消防变频恒压稳压供水设备
多层建筑消火栓或自动喷水灭火系统采用消防主泵变频供水设备时，可不再设稳压小泵，由主泵变频运行来保压。若消防管网室外部分较大，可增加调节容量100L左右的稳压罐即可。设备的主要功能如下。
6.1 主泵变频稳压功能
平时无消防时，设备处于变频稳压工作状态，由电接点压力表采集管网水压信号，当管网水压低于稳压下限时，消防泵变频运行，向消防管网补水，当管网水压达到稳压上限时，消防泵软停止。
6.2 自动换泵功能
消防主泵具有周期轮换稳压运行功能，换泵周期由变频柜程序设定，一般设定为24~48h。若设备检测到稳压主泵故障时，立即切换到另一台主泵稳压运行，并报警显示。
6.3 自动巡检功能
设备具有定期强制自动巡检功能或随时手动巡检功能，以防水泵长期不运转而"锈死"。巡检周期和单泵巡检运行时间可调。若水泵故障，设备可自动报警并记忆。
6.4 自动消防恒压供水
设备接到消防信号，立即进入消防主泵恒压供水状态。变频柜具有循环软启动功能，若一台泵故障或流量不够，可自动变频启动另一台泵。消防信号解除，立即恢复至平时消防高稳压供水状态。
6.5 智能消防功能
因火灾或管网漏水严重，在无消防信号情况下，设备自动进入消防高恒压供水状态并报警，防止真正火灾发生时水泵频繁启停，水压时高时低不稳，影响灭火用水。
该类消防设备安装相对集中，配置简易，系统自动化程度高，减少了平时管理要分散保养、维护、检查的工作量。郑州某市场采用了2套消防变频恒压稳压供水设备，均未设稳压小泵和高位水箱，从一年多的运行情况看，使用效果非常理想。
7.结语
篇3
[关键词]水务企业；电气自动化；加强管理
众所周知，水是人类的生命之源，在人们的日常生活中具有无可替代的作用。随着我国城镇化工作的不断推进，居民的饮用水安全问题受到了各方的严密关注，这也给我们水务企业的管理工作，尤其是直接关乎水质安全的设备管理工作提出了更高的要求。
水务企业的设备是企业的固定资产，是开展安全供水工作的物质基础。因此，要保证水务企业设备的正常运转，前提是有一个与企业具体情况相适应的科学完善的管理体系。
一、从综合管理体制的建立和完善入手
水务行业虽然是国家众多行业中的新兴者，但从诞生之始就处于不断的变革和发展当中。与国外同类行业相比，我国的管理特别是设备管理工作相对落后，为促使国内企业更稳步地发展，我们必须进一步完善我国水务企业的管理机制。
首先，要完善设备档案管理。无论是当前的网络时代，还是原来传统的工业时代，企业资料库的建立和完善都是必须要有的环节。因为电气技术设备档案的存在，可以真实记录各项电气设备的进厂日期，及其在不同时间出现的不同故障及其出现原因、改进部位还有处理方法。在设备技术资料搜集完善的过程中，为了防止出现进口高新设备资料看不懂的意外情况发生，我们的相关部门要配备相应的攻关人员做好设备使用资料的翻译工作。
其次，要规范设备综合管理系统。当全新设备投入使用之前，管理部门要组织专门的技术人员针对设备操作、维修养护资料不全的问题开展工作，根据查阅到设备的说明书、使用手册及养护条款，编订符合水务企业具体情况的设备运行安全操作制度，进一步明确新设备的岗位职责、管理制度和方法，落实设备生产安全责任。最终确保设备的管理工作可以按照明晰的章程来进行，让每一项管理工作都能落实到具体的人和单位。只有规范管理，才能使得各项设备在水务企业生产中的生产功能都得到最大程度的发挥。
二、加强设备使用现场管理
要揽瓷器活，就必须得备好金钢钻。要确保水务企业水质生产水平全面提高，就必须加强各项设备的综合管理工作，切实规范各具体设备的操作和责任，保证设备的完美工作状态。
第一、在设备的使用过程中，也要做到无空白的安全检查。
水务企业将设备配发到各个工作单位之后，管理部门要进一步加强设备投入使用以后的管理工作。要按周对设备安全进行定期检查并做好记录，要求各岗位员工严格执行设备的安全操作规定，对于发现的安全隐患及时处理，组织安全问题讨论并进行深入分析。不仅是为了确保设备运转的安全与正常，更是为设备使用者――员工的安全负责。
第二、在设备现场运行中，要进行不间断维护。
水务企业要建立部门管理与职工管理结合的模式，要坚持日常养护与计划检修相结合，以日常维修养护为主，认真做好水务企业内生产设备的现场管理工作。
积极开展设备巡检，争取在设备故障出现之前，发现相应的征兆。具体可以通过查看设备的电流及电压正常与否、设备运行的必要附件齐全与否、细听设备运行中有未出现杂音；触摸设备看其运行时温度正不正常；以及注意空气中有没有异常气味等等方式来开展巡查。
第三、加强推选已有管理方法的同时，注意寻求电气设备管理的新途径。
城市用水不间断这一特点，给水务企业带来了不小的工作压力，相应地设备的磨损也会不间断的发生。因此管理部门要注意引进新设备运行监测技术系统，以弥补人工巡查无法检查不到的空白处，进而有效延长设备的使用年限。以低压电气自动化在水厂监控系统为例，该系统可以连接企业低压电网的元件，并且对于正在运行中电气设备进行全程控制，在设备出现工艺性故障时，能够及时可靠的启动，严防生产事故的进一步扩大。其控制流程如下
系统装置联网后，系统控制人员就可以在后台直接监控各配电现场低压开关的分/合情况，实时了解电压、电流的动态变化，并随时记录事件报警顺序显示、历史曲线等，方便随时掌握水厂设备的运行状况。
三、抓好参与设备管理的人员素质提升工作。
水务企业员工的素质是企业水平的重要体现，也是企业管理制度执行程度的重要决定因素。因此，员工整体素质的提高是企业安全生产的生要保证。促进员工整体素质建设，企业要注意：第一，由于水务企业中多为技术含量高的自动化控制体系和高水平的水电设备，在设备投入使用时，企业要做好对员工的设备使用和检查知识培训，以便增强员工对于设备的应急处理能力，最终达到保障水务企业生产的安全与稳定。
四、倡导社会对水务企业的间接管理，实现
水务产业的一体化市场经营
原先，我国的水务企业投资、管理、经营主要由各级政府直接进行的，但是随着我国城市化的发展速度的加快，水务工作被进一步的推向了市场。逐渐要求城市水务实现政企分离，引入市场机制，分别建立高效的政府管理与企业经营制度，正确处理水务主管部门与水务企业之间的关系。政府相关部门主要做好该市场的准入与退出监管工作，还有产品、服务的质量和价格监管工作，另外，还要在条件允许时，进行水务产业整合，实现一体化市场经营，结束资源多方管理的粗放式经营状况。这样，倡导对于水务企业的间接管理，也是对于水务企业中包括设备管理在内等各项管理工作的监督。
小结
水务企业设备综合管理是一个系统性的工作，各水务企业要做到科学地管理设备，合理地使用设备，这样才能保证设备完好和长期使用。这对于当前水务企业现代化设备综合管理水平的提高具有重要的现实意义。
参考文献
[1]张丽娟.关于集中式供水水厂管理方面的研究[J].中国科技财富.2010(24):162
[2]黄卫权.自来水厂中电气自动化的运用[J].科技创业家.2011(1):131
[3]李寅权.大力推进水务管理体制改革[J]. 振兴吉林.2012年第1期:30-31
[4]郭太圣，赵洪杰.现代化水厂设备管理新思路[J].城市建设理论研究(电子版）.2011(27)
篇4
关键词：无负压给水；存在问题：管理应用：探究分析：市场准入制度；行业标准与规范
中图分类号：TU99 文献标识码：A
一、无负压供水设备应用现状
受到我国传统的供水方式的影响，区域管网供水系统的应用是不完善的。通过对无负压给水设备的积极研制，可以实现对传统供水方式避免的解决。我国的无负压供水设备经过了一个比较长的发展时期，目前来说，已经具备比较完善的供水应用体系。随着我国市场经济体系的不断健全，社会对于供水系统的应用要求更加的严格，这首先要进行消费者观念的更新，确保无负压产品的积极选择，这样能够保证无负压产品的积极推广。根据我国城市的相关供水条例，我们得知，在城市区域中，是禁止进行管网公共管道直接装泵抽水应用的，这是受到抽水过程中负压的影响，可能出现水力工况问题的干扰。影响周围用水，甚至造成管网破坏。所以在工程设计时首先建一个水池或水箱，再用增压泵加压到用户供水管网。
随着我国市场供水体系的不断健全，人们认知水平的不断提升，社会对于二次供水污染情况有了一个更加深入的认识。特别是经过无负压供水设备北京试点后，实现了二次供水污染等问题的解决，实现能耗的有效节约。在此应用环节中，北京市政府就城市供水的相关条例展开分析优化，该类产品在天津已有近千台套产品在使用中，北京、山东、福建、广州等地区应用也较多。加之这种设备在节能、节水、节地、节省建设资金等方面具有显著优势，成为了取代水池、水箱等传统二次供水设施的首选设备，从而导致市场需求骤然升温。
二、无负压供水设备方案的优化
无负压供水系统的应用需要建立在传统变频恒压供水系统应用之上，这是一种新型的供水模式，其突破了传统的供水模式的局限性，不再是单纯的水泵、管件阀门、控制柜等的组合，而是实现了当下电子信息技术、机械设备应用技术等的协调。随着社会无负压供水概念的不断发展，很多的生产企业及其科研组织就无负压技术展开了积极探讨、分析。并取得了比较丰硕的成果。在国内无负压技术根据市场上现有无负压的给水设备工作原理进行分析，无负压供水系统主要由变频调速水泵机组、稳流补偿器、真空抑制器、压力和流量传感器、预压自平衡器、控制柜、过滤器、倒流防止器等设备组成。根据其实现无负压功能原理的不同，大体可以分为以下几种形式。
在无负压供水设备应用过程中，通过对其功能原理模式的分析，可以更好的实现现实问题的解决，实现其综合运作效益的提升。比如就真空抑制器控制模式及其稳流补偿器等展开剖析，进行市政管网供水问题及其用户过量用水问题的解决，实现市政管网供给问题的解决。在工作过程中，通过对真空抑制器的应用，进行稳流补偿器空气的进入，确保补偿器至断流水箱的转变，进行负压的积极抑制。在稳流补偿器的应用过程中，通过对液位的控制，实现水泵等设备的控制。通过对自控限流模式的应用，可以提升市政管网供给能力，这需要进行限制变频器的使用。压力控制点方式，当市政管网供水不足或用户用水量大于市政管网供给能力时，直起变流量恒压供水泵，待供水满足要求后，系统恢复正常。尽管无负压供水设备企业这几年发展很快，但它在相关标准以及技术环节等方面还是存在以下不足：首先，它的应用具有一定的限制性。由于它缺少二次储水装置，市政供水一旦有故障，整个设备停止运行而处于停水状态，因此对于那些不能间断供水的特殊用户，它并不适用。其次，由于它是一种新型的设备，技术环节还有待于进一步成熟。
当前，我国无负压设备体系不断健全，无论是其应用规模还是应用数量都得到了极大的提升。但是目前来说，这些制造企业的制作技术、售后服务等都是存在重大差别的，有的具备非常雄厚的资金，确保现代化数字生产线的应用。有的企业规模很小，生产技术、产品质量等都不到良好的保证，这就导致当今无负压供水设备市场的混乱性。需要引起相关人员的重视。该设备是在一定条件下才能应用的，对管网压力，供水量等都有一定要求，但有部分企业忽视了这些要求，在一个位置定点取水，抽水过量，致使管网供水不足的停水现象。因此如果不加限制地允许无负压设备接入管网，有可能使管网超过承受能力，也有可能使劣质产品乘机充斥市场，给用户用水和管网安全带来隐患。
在现实生活中，需要进行无负压供水设备模式的更新，这关乎到广大人民群众的身体健康。这需要我们进行国外先进应用经验的吸取，并且结合我国市场的发展现状，展开企业的生产经营模式的优化，进行企业的核心技术的创新。能研制出既符合国家标准又具有企业特色的技术含量高、质量过硬的产品，并增强企业的服务与参与意识；其次要保护知识产权，要认真审查企业的技术来源，以杜绝那些剽窃技术、侵害知识产权的不法行为。
在该设备门槛机制应用过程中，应该禁止那些不合格企业的进入，比如没有良好技术，不能保证产品质量的企业。也要进行垄断市场的打破，因为该模式不利于生产技术的提升及其该行业的进步，从而影响了市场经济环境的稳定性保持。这需要进行该类型企业资金模式、生产模式、技术模式等的协调。这样能保证生产企业的实力和所生产的产品与其所承担的售后服务责任相匹配，也有利于行业有序、规范发展；最后应发展真正意义上的行业协会，由协会同各企业携起手来，共同制定游戏规则，维护用户、企业以及国家的利益。
结语
通过以上措施，相信对引导社会投资方向，对无负压行业、消费者利益和知识产权保护乃至整个国民经济的健康发展都将产生积极意义，使无负压给水设备的使用更科学、更环保。
参考文献
[1]樊户江.高层建筑叠压供水方式分析及动态模拟[D].合肥工业大学，2007.
篇5
关键词：无负压；二次供水；四节一环保
中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济建设的快速发展，节能和环保正在成为需要解决的首要问题。而水资源的合理利用更成为重中之重。就各类建筑物而言，其加压供水形式也逐步发生着改变。首先采用的是储水池+水泵+高位水箱的方法。即市政管网水进入储水池，经定速泵加压输送至用户，高低峰时段用水可由屋顶的高位水箱进行调节；其次采用了储水池+变频调速水泵的方法。这也是目前普遍应用的一种供水形式。它是设定了水泵的供水压力，由变频器控制水泵的转速，使其随供水量的变化而改变。从而减小功率，节省电耗。
上述形式，虽经多年运行检验，已经成熟稳定。但随着人们生活品质的不断提升，对用水水量以及水质的要求也日渐提高，伴随着各个层次节能措施的探究，水务人员也讲目光投放到建筑物供水方式的改善中。一种新型的供水方式――无负压供水系统应运而生。
无负压供水系统是在变频恒压供水系统的基础上发展起来的一种新型供水方式，是集机械、电子、信息、自控技术为一体的高科技产品。它主要由稳压平衡装置、负压消除装置、变频控制柜、水泵机组、压力控制仪表、隔膜式气压罐及配套管路管件等组成，如下图：
其工作原理如下：首先根据实际情况设定用水点的工作压力，并实时监测市政管网压力。无负压供水设备进水管与自来水管网直接相连，水在自来水管网剩余压力驱动下压入设备进水管，设备的加压水泵在进水剩余压力的基础上继续加压，将供水压力提高到用户所需的压力后向出水管网供水。具体的说：
当用户用水量大于自来水管网供水量时，进水管网压力下降。当设备进水口压力降到绝对压力小于0（或设定的管网保护压力）时，设备中的负压预防和控制装置自动启动工作，对设备运行状态进行调整直至设备停机待命，确保进水管网压力不再降低而对自来水管网造成不利影响；当自来水管网供水能力恢复，进水管网压力恢复到保护压力以上时，设备自动启动，恢复正常供水，电接点压力表向变频控制柜发出信号，自动启动微机变频泵，直到管网压力上升到用户所需压力后，水泵以恒定转速进行恒压供水。
当自来水管网剩余压力满足用户供水要求时，设备自动进入休眠状态，加压水泵无动作，由自来水管网直接向用户供水，供水不足时设备自动恢复运行；当用户用水量增加时，转速提高，当用水量减少时，转速降低，时刻保证用户的用水压力为恒定状态。
当用户不用水或用水量很小时，设备自动进入停机休眠状态，由设在设备出水侧的小流量稳压保压罐维持用户数量用水及管网漏水，用户用水稳压保压罐不能维持供水管网所需压力时，设备自动唤醒，恢复正常运行。设备运行过程中充分利用自来水管网的剩余压力，始终既不对自来水管网造成不利影响又最大限度的满足用户需求，降低供水能耗，实现供水系统最优运行。
无负压供水设备在实际运行中具有如下优点：
1、节能。传统二次加压给水方式需将市政自来水放入水池或水箱中储存，自来水原有压力全部释放为零而不能利用，设备长期运行将会造成巨大的能源浪费。而无负压供水设备直接接在自来水管网上，通过真空抑制器及稳流补偿器中的检测装置来阻止市政管网不产生负压。在此前提下，在自来水厂一次供水管网压力的基础上叠加所需的压力，差多少，补多少，确保用户所需压力恒定，用水低峰期，设备甚至不需要运行，与传统给水设备比，充分利用了市政给水管网原有压力，实现节能达30%―90%。
2、节省投资
无负压给水设备可串接到管网供水压力不足的管道上进行直接加压供水，无需设水池、水箱或水塔等，省去了水消毒设备，仅水池、水箱或水塔的建设费用可节省一次性投资少则几万，多则十几万、几十万；同时，设备直接与自来水管串接，无负压给水设备可利用进水口的余压，对于所需的水泵扬程大幅度降低，功率减小，节约电耗，降低运行成本，相应地也降低了设备的购置费，节省建设资金，缩短施工工期。
3、节约用地。无负压给水设备占用空间较传统意义上的二次加压供水大大缩小，且设备结构布置紧凑无需修建储水池、水箱或水塔等。节省了占地面积，这对于惜地如金的现代化城市建筑来说，无疑是一笔很大的财富，特别是集成式无负压给水设备基本不占地方，其优势更加明显。
4、防止水质污染。真正的无负压给水设备采用全密闭自平衡式结构，运行过程中与空气100%隔离，且无其他任何外界污物进入，设备过水部分采用不锈钢、铜等符合饮用水卫生规范的材料制成或采用食品级防腐涂料衬里，不会滋生藻类，供水水质卫生，可有效防治供水的二次污染。
5、节约水源
没有水池、水箱或水塔的“跑、冒、滴、漏、渗”和定期清洗消毒等，可节省大量的水资源浪费费用。比如，某综合建筑群，每日供水量为1200吨，按传统加压方式需要设置一个容积为360 m3的地下生活水池，每年水池需清洗2次，因水池所造成的损水率（水池溢水、漏水、蒸发等所造成的水源浪费）达到日供水量的2%，则每年因水池所造成的水源浪费就达到9000吨以上，直接造成数万元的经济损失。对于整个城镇二次加压给水领域来说，所造成的水源浪费更是难以统计。因此，采用无负压给水设备较传统二次加压给水相比能够更好地节省水源和降低运行费用。
6、运行管理方便。无负压供水设备可在预先设定好的供水压力下，全自动运行，或远距离监控。断水自动停机，来水自动开机。体积小，组装、安装调试方便，运输及安装工期短。操作简单、维护方便。
有利必有弊，无负压设备自然也存在着一些使用上的局限性和不足。
首先，用水可靠性降低。由于此种供水方式取消了传统形式的储水池，若市政供水管网出现故障，整套设备随即处于瘫痪状态，导致用户即时停水。
其次，对城市供水管网要求较高。由于它是从市政管网中直接抽水，而其自身调蓄能力不强，这就要求市政供水水量在能保证该区域用户的用水需求的同时，不影响邻近区域用户用水。
再次，适用范围受限制：1、市政供水管网压力较低，设备可利用的富余水头较小的地区。2、城市给水管网经常停水的区域。3、市政给水管网压力波动较大的区域。4、供水可靠性要求高，不允许停水的建筑物或用户。5、市政管径较小，供水量不能完全保证用户最大时供水量的地区。
此外，无负压供水设备的使用情况需视当地市政管网状况而定，安装运行必须征得当地主管部门审批同意，必须满足当地管网运行安全和水质安全等相关准用技术条件。
随着城市的发展，目前大中型城市无负压供水设备的应用已经日趋普遍，无负压供水设备广泛用于企事业单位、住宅区的多项生产、生活、办公用水。供水户在20－2000户，日供水量在20－50000m3，供水高度可达150米。综合考虑到其特有的优势和不足，因地制宜，合理选用，才能真正科学的用好无负压设备，充分体现其“节材、节地、节水、节能、环保”的“四节一环保”的独特优势。将其优点发挥至最大化，推动其朝着更好的方向发展，更好的为社会服务。
参考文献
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2、唐小猛．无负压供水设备技术分析．广州大学学报2006年第5卷．第4期
3、伊君．无负压供水设备初步探讨[J]．中国建设信息，2006（1）：6―7．
附：作者简介
1.崔焕颖（1981―）女，本科，工程师，从事给排水设计、施工工作。
篇6
【关键词】供水设备；管理；维护
设备的运行期是设备运行发挥作用，产生效益的重要时期。因此，设备运行期管理维护非常重要。设备运行中的维护和管理成为设备保持良好的技术状态，防止和减少非正常磨损和突发故障，提高企业经济效益的重要环节。笔者所在的杭州市水业集团下沙分公司所管辖的三个大型区域型供水加压泵站位于杭州下沙经济技术开发区，供水安全是关系到城乡居民生活、生产安全的大事。做好日常的供水设备维护是确保供水安全，实现安全生产管理、供水水质提升的前提和基础。下沙分公司如何搞好设备管理和维护，是泵站安全管理的重中之重。
1 供水设备管理和维护应做好设备的日常巡查
设备安全检查，主要包括：值班员工对设备的巡查，班组长对设备的复查两方面。
每个生产班组的值班人员在上班前，必须认真检查工具等是否完好、摆放是否整齐和规范，各种防护装置是否齐全和完好；劳保用品是否穿戴整齐等。除此之外，在上班时，应按照制度规定要求，定时对设备进行巡检。电气设备的巡查主要包括线路与是否安全和完好，指示灯、各电流表值、电压表值和各种继电器指示是否正常，变压器设备的温度及异响，设备内外是否符合清洁与整齐要求等。机泵设备运行电流、声响、温度与振动是否正常，水泵填料滴水是否正常，落水管是否堵塞等。加氯设备应管道是否有泄漏，检查氯瓶体是否有严重的锈斑，焊接处、瓶阀、瓶帽、是否完好。
班组长对设备的复查，主要指班组长每天要定时对员工巡检过的设备运行情况进行一次复查，以避免员工专业知识不足、巡查不到位等因素而遗漏的安全隐患，将事故隐患彻底消除在萌芽状态。
开展日常维护工作，不但极大减少了因违规操作造成的设备损坏问题，也减少了维修费用和停机时间，备件储备资金明显降低，设备安全运行等指标得到极大提高。
2 供水设备管理和维护应加强设备的管理
摩擦的危害可以说是人人皆知，
摩擦首先是消耗能源能量，同时产生热危害，造成磨损，制造噪音，引起机械振动，如果严重还会引发危险事故，而控制摩擦的最好办法就是机器中普遍地存在的摩擦。油是提高设备运转效率的关键因素，对于设备正常运营具有相当重要的作用，但往往由于人们油所发挥的重要作用忽视或无视，反而更热衷于修和更换零件，使设备的运行成本大大提高。正确地选和使用油，才是设备维护的重点。
加强设备管理和维护，应普及基础知识提高对设备重要性的认识。首先要加强摩擦学知识的培训，解决认识问题，增长这方面的专业知识。其次，合理选择材料做好设备投运初期的管理，作为用户在设备投运前要组织专业人员对设备供应商所推荐使用的材料进行研究审核，重点根据设备所处工作环境负荷率工作介质等进行审核。再次，把材料的监控作为设备维护保养工作的重要内容。油是设备的血液，材料品质劣化是造成设备异常磨损或者突发性故障的重要元凶。确保在用材料的品质、数量是日常设备管理的中心。笔者所在的分公司供水所用的450KW高压电机、水泵轴承等在使用油上，严格按照厂家规定品牌和材质使用，并重点关注油的温度，每年定期排污、更换。此外、水泵的填料也是一种很好的材料，分公司对其也严格管理，严把填料质量关，确保水泵安全运行。
3 供水设备管理和维护应落实设备的定期清扫
生产班组应定期对设备及附属设备和周围环境进行清扫，保持其本来面目和光泽，不能留有死角。将生产现场的所有物品加以定置、定位，按照使用频率和目视化准则合理布置，摆放整齐。灰尘对于自控设备特别是电脑、PLC、变频器等影响较大，积尘过多，会导致工控电脑不稳定、极易死机；积尘过多，会导致PLC信号接收不畅，易发生误报警及开关误动作；积尘过多，同样会导致变频器的过滤网通风不畅，设备散热不均，容易引发超温报警及设备停运。为了避免此类情况的发生，笔者所在的杭州市水业集团下沙分公司每年定期对工控电脑的外观、主板、风扇，PLC的控制器、模块进行清扫；每半年对变频器的过滤网进行拆洗，对内部控制元件，电路板进行除尘。除此之外，技术人员还对变压器、电机、高低配设备等每年定期除尘，确保供水设备安全、稳定运行。
4 供水设备管理和维护应定期对仪表进行校验
篇7
1 前言：
近些年来，城市建设的快速发展,高层建筑如雨后春笋般一座座拔地而起,但由于市政供水压力的条件限制,室内生活给水系统采用二次加压供水也将日渐普遍。如何在生活给水系统中合理选配更适合建筑本身的供水系统也就成了技术人员的重点工作之一。本文结合近年来住宅小区，谈谈几种住宅小区给水系统的选型和应用。文章重点介绍无负压变频供水及其特点，分析无负压变频供水的原理和工程应用，同时展望无负压变频供水系统的发展前景，以推广无负压变频供水系统的应用。
1.1 建筑物设置高位水箱或水塔，采用工频泵补水：市政进水管水池水泵高位水箱用户。这种供水方式在上世纪80年代时期的应用尤为广泛。
1.2 水泵给气压罐供水：市政进水管水池水泵气压罐用户。
以上两种供水方式现在用的很少了，只有在经济欠发达地区还有应用；在经济比较富裕的地区已经不用了。
1.3 变频水泵加水箱：市政进水管水箱变频泵用户。这种供水方式就是对无压水进行加压，以得到所需的流量和扬程，而现在城镇的水源绝大部分是来自市政水管网。何为无压水呢？本来市政水管内带有一定压力，现在把带压水放入水池或水箱内得到的不就是无压水了吗？在这个过程中，自来水管网压力被浪费了，水放至水箱变为零压力。这种控制方式的优点是可在水池水减少时，随时为水池补水。缺点是容易二次污染，进水口与大气相通，不能做到完全密封，极易滋生细菌,此其一；其二，水箱内泥沙容易沉淀，需要定期清洗；其三，水箱在补水的时候，水箱内的水是不停地涌动的，这个过程会带起箱底的少量泥沙，然后经过变频泵输送到用户，所以输送给加压用户的水在清洁度会差一些；其四，清洗水箱时，要断水，这对加压用户影响甚大。水箱接受自来水管网的水再经泵组加压，而且现有的水池的进水控制，多采用浮球阀控制或电磁阀，也有采用超声波液位控制。这种给水系统还有一个不足的地方就是它的补水量随用水量而变化，并不能起到削峰填谷的作用，它仅仅起到了一个泄压或减压阀的作用（仅在短时间停水时，仍可保证几个小时的供水）。虽然这种供水方式有不少缺点，但是此种供水方式现在也还有比较多的应用。
1.4 无负压变频供水：市政进水管无负压供水装置变频泵用户。这种无负压变频设备的优点有如下几点：
1.4.1 直接与市政给水管网串接，此种供水系统的创新性在于利用能量叠加原理，对市政给水管网带压水直接增补压，从而避免了能量的无谓损失。
1.4.2 不用建水池，设水箱（因为不影响市政管网原有压力，不影响周围其它用户用水）。
1.4.3 节省投资60％以上，设备占地面积小。
1.4.4 无负压供水设备可以充分利用自来水管网的自有压力，节电50％以上。
1.4.5 节水13％以上，因为种种原因不用建水池或水箱，没有了跑、冒、滴、漏和渗水现象，同时节省水池定期清洗用水。
1.4.6 供水安全、质量好，设备为全密闭结构，取消了水池或水箱，直接与市政给水管网串接，杜绝了二次污染环节，有效解决了不法分子恶意投毒等危害。
通过以上几种供水方式的对比分析，可见无负压供水系统的优越性比前三种都高。这种无负压供水设备是一种在原有水压力基础上再加压的技术，它突破了以往只能对无压水进行加压的限制（上述第三种），并且通过对水体流态的控制保证了设备限量增压，不对管网产生过压避免产生爆管现象。它满足远距离和高地势用户的需要。无负压设备运行稳定，出水压力波动较小，并且不影响相邻管网的压力，具有极大的经济效益和社会效益。既然无负压供水系统这么好，那么现在就来详细解析它的原理。
2 无负压供水设备的原理：
无负压管网增压稳流设备是在普通变频给水设备（变频泵加水箱）的基础上研发的一种新型给水设备，该设备为全密封结构，完全与空气隔离，杜绝二次污染。设备采用稳流自动补偿装置、真空抑制装置、预压平衡等无负压控制技术，保证设备在运行当中不会对主管网产生任何负压影响，也不因设备的使用对周围用户产生任何影响；全密封结构及无负压控制技术使该设备可以和自来水管网直接串接，并利用水泵工作的叠加原理，使无负压供水设备真正做到了节能、节水、节省投资。
设备在运行过程中，当实时检测到用水量小于给水管网的给水流量时，稳流补偿器进入储能状态进行能量的储备，当储存能量达到一定限度时，将多余的能量一部分通过预压自平衡补偿装置将能量补偿给高能储存器，一部分以压能的形式释放给用水管网，以实现管网的小流量保压；当实时检测到用水量大于给水管网的给水流量及自来水压力不足致使压力下降时，设备通过系统中的检测装置采集水量及压力信号，实时反馈，通过微机控制，自动调节，稳流高能储存器将原来储备的能量进行释放，以补偿此时检测稳流补偿器中的各种变量。通过计算机系统的分析处理和PID调节器的比较、判断，然后反馈给真空补偿器中的处理单元和控制单元，把计算机发出的控制指令分配给稳流补偿器中的各个控制单元、动作机构来完成能量的自动补偿，达到整个稳流，补偿器内压力的自动平衡状态，在抑制负压产生的同时完成不间断的持续的正常供水。
稳流补偿器和真空抑制器是无负压装置的两大最关键的部件。稳流补偿器及真空抑制器全封闭且不与大气相通，可靠地实现无负压给水设备功能，实现流量调节和稳流功能。设备应具备无负压功能，即设备进水口处不会对市政给水管网或有压管网产生负压。设备在全封闭的基础上，能保证瞬间用水量大于市政管网用水量时，稳流裣器中的储备水能及时补充。
进水口阀门前设有负压表，稳流裣器胶设备出水口设负压传感器，设备设管网超压保护装置。
每台水泵配置的进水管和出水管的管径分别比水泵进水口和出水口至少大一级，且水泵的进水管与水泵的进水口之间采用偏心变径连接，水泵的出水管与水泵的出水口之间采用同心变径连接。
无负压给水设备原理图
3 工程应用分析：
本住宅小区地理位置位于山坡上，地势较高（黄海标高近17米），规划建设为6层及10层住宅楼, 共有住户1523户（分三期开发建设），另适当配置部分商业6000余平方，折合成住宅算100户住宅的用水量，总共有1623户需要加压。由于地势较高，市政给水无法正常供给本小区，就连一层也上不去水。所以考虑一、二、三期的一～三层整体加压，周边市政给水管为DN300,引入管径为DN300,无负压供水设备要求高峰期自来水压力不低0.12Mpa。
结合本小区的特点，本次选用的给水系统只考虑1-3层加压，4-10层后期再加设备，串接在初级设备出水口，所以初级给水设备需考虑整个小区全部用水量，包括消防用水量及绿化用水。
从齐山西路二期新建DN300给水管引一路DN300给水管至增压泵房，另在长水公路原有DN300市政给水管接一路给水,这样就形成两路供水。室外给水管采用球墨给水铸铁管，柔性胶圈接口。
泵房设在距小区用地红线约400米的绿化带内，此处黄海标高为8米左右，市政给水压力高峰期时约有0.15Mpa,满足无负压
设备进水压力要求。该泵房为下沉式，结构尺寸为5.5m×3.5m×2.5m（L×W×H），泵房门宽1.5m，下行踏步同门宽。泵房离最高一栋房子800米，地势差为10.5米；离最远一栋房子1200米，地势差为19.2米。设备进出水管均为DN300。
生活供水系统分为市政直供与二次加压的供水方式，共分为两个压力分区。一区：（直供区）：地上一层至三层，由市政管网直供；二区：四层至七层（一期与二期），由位于3#楼地下一层水泵房内的无负压给水设备供给。
小区公共生活、住宅及消防用水均分开设置，其中生活给水分两个系统。低区给水系统供应地下一层至地上三层的公共用水，设水表单独计量，由加压管网直接供水，四层至七层住户给水采用第二级无负压给水设备。因二级加压楼层区间只有四层，故可不必在水表前增设减压阀。
4 方案选型计算
生活给水流量计算：
根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003第2.3.1条款计算设计最大用水小时平均秒流量。
最大用水小时平均秒流量可根据国家自定的生活用水定额、用水单位数、小时变化系数和用水时数，按下列公式计算：
其中：qg―最大小时平均秒流量，（L/S）；
m―用水单位数，共1623户，按3.5人/户计算；
q―生活用水定额，按250L/（人•D）
Kh―小时变化系数，取2.5；
T―用水时数，取24；
计算结果：生活用水设计给水流量qg=41.83L/S≈151m3/h。另外，加上15L/S室外消火栓用水量，则总计算给水量为Q=151m3/h+15L/S×3.6=205 m3/h。
水泵扬程计算
按照《建筑给水排水设计规范》的规定,水泵直接供水时所需扬程按下列公式计算:Hb≥1.2Hy+Σh+Hc＋Ht-H0
其中: Hb―水泵满足最不利点所需的水压;
1.2―给水管网在最不利点流量分配情况下, 克服水泵出口至最不利用水点水头损失而考虑的系数;
Hy―最不利配水点标高差为8m;
Σh―泵房与建筑间室外管线的水力损失,含沿程水头损失hf和局部水头损失hd,按DN300计算,取2m;
Hc―最不利配水点所需流出的水头,取10m;
Ht―泵房与最不利配水点所在地坪地势差,取19.2m;
H0―市政自来水管网的最小供水压力,该工程高峰期时自来水压力为0.12Mpa,考虑用水安全及管路损失,按照利用4m自来水压力。
通过上述计算：我们选择青岛三利公司的WWG型无负压供水设备，该设备满足最不利点所需的扬程不低于37m。
篇8
关键词：变频节能；供水设备；计算机辅助测试系统
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
住宅供水是维系人们日常生活的大事。随着电力供求矛盾的日益扩大，节能降耗也成为当务之急。利用变频调速技术的变频节能供水系统，可以节约30%-50%的电能。由于生活用水随机性很大，变频节能供水设备的设计目标往往不一定能符合实际需要，供水系统出厂后要经过很长时间的现场调试才能真正投入使用。因此，研制变频节能供水设备的测试系统是非常必要的。此类系统可以使变频节能供水设备在出厂前通过模拟工况运行，得知设备的各项性能指标，大大减少在现场实际运行时的安装、调试时间，降低了人力、物力和资源浪费。
一、变频节能供水设备的计算机辅助测试系统
由于该测试系统所要测试的供水设备的基本性能只有在真实工作环境下才能反映出来，因此必须搭建一个模拟真实环境的供水环路，总体方案如图所示。
1变频节能供水设备；2闸阀；3流量传感器；4压力表；5电动闸阀；6水池
被测试供水设备接入供水网路，通过控制管路出口的10个电磁电动阀的开和关，来模拟实际环境中用水量的变化。接在管路出口处的压力传感器和流量传感器则实时地采集系统当前的供水压力和供水流量，并通过数据采集卡进入工控机。电参数测量仪通过RS-232C接口与工控机通信，把供水设备的电流、电压、功率等参数输送到工控机。最后，通过数据统计、模糊化，得知该供水设备是否合格。系统测试分手动和自动两种方式。手动测试主要利用面板上的按钮对供水设备进行快速的、初步的测试，得到的主要数据是流量及压力；自动测试则对供水设备的所有性能进行完全测试。变频节能供水设备的智能计算机辅助检测系统的总体结构如图所示。
变频节能供水设备测试系统总体结构
系统由上位机系统和下位机系统组成。上位机系统是工业控制计算机并配有数据采集卡、打印机等。其主要功能是对整个测试过程进行控制，取得测试数据，并对测试数据进行处理，完成相应的数据存储、显示、打印和统计分析等工作。下位机系统由可编程控制器、开关量输入模板、电磁电动阀控制模块、电参数测试量程切换模块、传感器输入模块等5个模块及电磁电动阀等执行元件构成。其中可编程控制器是整个下位机系统的控制中心，与上位机进行通信，并根据上位机的命令控制各模块的工作。电动电磁阀等执行机构的作用是改变供水设备的工作环境，从而为测试系统的运行创造条件。开关量输入模块主要接收操作面板上的按钮输入以及电磁电动阀的状态输入。传感器输入模块包含有两个压力传感器和两个流量传感器。传感器的信号通过信号调理电路，把电流信号转成电压信号，然后通过工控机上的数据采集卡输入到工控机。电磁电动阀控制模块主要用于驱动、控制系统的电磁电动阀等执行元件，其中包括所必需的电源模块等。电参数测试仪测试供水设备的各项电信号，如压力、电压等。由于供水设备的机组功率变化较大，导致电流变化范围很广，而电参数测试仪的量程有限，在测大功率的机组时必须用交流互感器才能工作，因而需要一个量程切换模块，以使得电参数测试仪工作于适当的范围内。
二、浅谈变频恒压供水设备的应用
1变频恒压供水设备的系统组成
变频器是整个变频恒压供水系统的关键部分。其系统组成框图（变频恒压供水图）如下
图中，水泵电机是输出环节，转速由变频器控制，实现变流量恒压控制。变频器接受PID控制器信号对水泵进行速度控制，压力传感器检测管网出水压力，把信号传给PID控制器，PID控制器调节变频器频率来控制水泵转速，实现了一个闭环控制系统。变频器本身具有PID调节功能，可以不选用外置PID调节器，调节更加平稳。
2变频恒压供水设备的特点
2.1不产生负压
该设备与自来水主管网直接连接取水时，加压运行不会造成自来水主管网产生负压。
2.2设置压力
通过调节许可压力控制阀能够设置自来水主管网许可吸水压力。
2.3可借压
当设备超过许可吸水压力和流量时，可以在主管网的压力基础上增压。
2.4变频恒压
设备实时通过压力传感器检测出口压力，再将实测值和设定值进行对照，反馈到控制系统，控制系统发出电机及水泵投入台套数和变频器输出频率信号，以追踪用水曲线来实现恒压。
2.5超静音
考虑到噪声对人的危害，采用专用静音变频器，运用成熟的消音设计手段，故系统能超静音运行。
2.6停电不停水
当供电线路因故障停电时，控制系统通过预设定的触发状态等手段能够实现停电不停水，也就是说，停电时系统会自动切换为自来水压力供水。
2.7自动化程度高
系统能实现全自动控制，具有手动或自动切换、主泵和副泵定时轮换、压力调节、高电压保护、低电压保护、恒压保护、漏相保护、过载保护、过热保护、缺水保护、漏水检测补偿、不用水停车、瞬间跳闸保护等功能。
3变频恒压供水设备的压力控制
当自来水管网压力超过启动压力预设值时，与出水管路连接的压力罐开始供水；当自来水管网压力等于启动压力预设值时，设备控制系统立即发出信号，水泵启动，在水泵运行过程中，管网压力等于停止压力时，设备控制系统立即发出信号，水泵停止；当启动的水泵满负荷运行后管网压力仍未达到停止压力时，启动的水泵数增加。
4变频恒压供水设备的供水组成方式
变频恒压供水设备主要由变频控制电气柜、水泵、稳压罐、压力传感器等组成，可以始终保持设备压力表压力等于用户预设值。能够用于一般生活或生产供水。供水系统的组成方式有以下两种类型：
（1）变频恒压供水设备与自来水主管网连接供水，当供水压力满足需要时，正在运行的全部水泵将自动停止。反之，当供水压力不能满足需要时，设备控制系统立即发出启动信号，设备启动，增大压力满足用户用水需求。
（2）增加辅加气压罐或辅加小泵可以彻底消除小流量或零流量供水时电量的消耗。
5变频恒压供水设备的控制方式及类型
设备采用成熟的智能化控制技术，具有手动或自动切换、主副泵定时间交替轮换，达到节能降耗的目的。一台变频器起到了多台变频器的效果并节约电量，软启动水泵及辅助泵的启动电流为额定电流的200～300%。
气压式供水生活水池自吸式供水方式
生活水池自吸式供水方式
此种供水方式水池的液位低于水泵的进水口，称为自吸式。水泵吸水不可靠，经常出现引水掉水的现象，设置一个引水罐，如图，泵前加一引水罐便可消除引水掉水的现象。
水井变频供水方式
设备采用潜水泵变频控制，即可以控制一台泵，也可以控制数台泵，每台泵均根据用水量的变化自动运行。
结束语
为使变频节能供水设备的批量生产顺利进行，并保证产品质量，设计并实现了一套变频节能供水设备的计算机辅助测试系统。由于变频节能供水设备尚无国家标准，没有任何行业性通用标准，使得常规的测试评价手段无法利用。因此，结合该系统的实际情况，提出了以模糊测试模糊评价为核心的测试流程，从而保证了测试结果的可信度。该测试系统自投入使用以来，用户反映较好，实践证明该测试系统不论是测量精度还是可靠性都符合实际需要。
参考文献
[1]董玲娇.基于专家模糊控制器的恒压供水控制系统设计[J].节水灌溉.2011(03)：123.
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1 变频恒压供水系统的研究现状
随着工业自动控制技术、电力电子技术的发展，变频调速产业以及变频恒压供水系统都得到发展。变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度都得到很大程度的提高。国内外都非常重视变频器及其相关附属产业的研究。现在变频器大都实现了PID调节器等硬件集成，功能模块通过设置指令代码，搭载相应的恒压供水单元，系统控制内部接触器实现控制功能。从现有资料来看，目前国内外对变频调速恒压供水系统的研究中有关水压的闭环控制研究不够充分，有关变频调速恒压供水系统的抗干扰、稳定性等方面还有待进一步研究和探索。
2 系统的工作原理、优点及主要功能
2.1 变频调速设备的工作原理
变频恒压供水系统主要由电动机、水泵、输水管路、阀门等部分组成。阀门开度不变是供水系统工作点扬程特性H=f（Qn）前提。流量Q与扬程H间为反比关系。管阻特性是指水泵转速恒定为前提，在阀门开度一定情况下，扬程H与流量Q之间的关系H=f（QG）。扬程曲线和管阻曲线交汇点为供水系统工作点，即图中A点，该点用水流量Qu和系统供水流量QG相等，系统稳定。
图1
供水系统变频调速控制的实质是交流异步电动机的变频调速。交流异步电动机的变频调速是通过改变施加在电动机定子绕组上的电源频率进而改变电动机的同步转速，最终实现调整电动机运行转速的目的。
交流异步电机的转差率定义为[1]：
s=
交流异步电动机同步转速定义为：
n =
交流异步电动机转速计算公式为：
n= （1-s）
n1：交流异步电动机空载转速；n：交流异步电动机转子转速；f：交流异步电动机电源频率；p：交流异步电动机磁极对数。
供水流量控制方法有出口阀门开度控制、原动机转速控制两种。前者通过调节出口阀门的开度调节，电动机的转速保持不变，其控制方式的实质是调整供水管路的阻力进而调整流量。原动机转速控制是改变电动机的转速达到调节供水流量的目的，系统管阻特性是固定的，而扬程特性随着水泵转速的变化而变化。根据用水量的变化，改变水泵电机的转速，使得供水管网的压力保持恒定，根据用户需要调整水的动能，而不用将大量的供水能量消耗在阀门及管网的损耗上面。
图2
由图2可知：当采用出口阀门控制供水流量时，若供水量高峰期水泵工作在图上的X点，对应流量为Q1，扬程为H0，当供水量从Q1减小到Q2时，关小出口阀门，则阀门的阻力变大，管阻曲线从β3上移到β1，而扬程特性曲线不变。而扬程则从H0上升到H1，机泵运行点从X点移至Y点，此刻，电动机输出功率用图形表示为（0，Q2，Y，H1）所包围而成的矩形部分，其数值为：
PY=
当采用调速控制供水流量时，管阻特性曲线为β2，扬程特性变为曲线n2，机泵组工作点从X点移到J点。此时电动机输出功率用图形表示为（O，Q2，J，H0）所包围成的矩形面积，其数值为：
PJ=
当采用调速控制供水流量时，所节省的能量为坐标（H0，J，Y，H1）所围成的矩形面积，其数值为：
DP=Py-pj= - =
所以，采用出口阀门控制供水系统流量时部分能量被浪费，随着阀门开度变小，供水管网的阻力增大，管阻特性曲线上移，系统运行点上移，供水扬程H1增大，被浪费的能量随之增加。调速前后流量Q、扬程H、功率P与转速N之间关系为：
= ； =（ ） ； =（ ）
2.2 变频调速系统的优点
变频调速恒压供水系统优点有：首先，提高供水质量，满足工业生产精细化管理要求。传统恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水等方式普遍存在能量转换效率低下、浪费水、电资源、系统控制自动化程度不高等缺点，变频调速恒压供水系统可有效控制供水压力的大小，实现精细化的供水管理；其次，变频调速恒压供水系统节约能源。恒压供水系统不仅避免了水资源浪费，而且还避免了供水过程中的电能的浪费；再次，变频调速恒压供水系统具有电动机软启动功能。电动机起动电流由零逐步升高至额定值，避免对电网产生冲击；最后，变频调速恒压供水系统还可以有效地消除供水管网水锤效应，水锤效应是供水系统中由供水压力突变化造成的，对供水管网及附件造成损伤，而变频调速恒压供水系统可以有效地消除这种效应 [2]。（下转第12页）
（上接第7页）2.3 变频调速供水系统的闭环控制功能
管网出口供水压力恒定是系统的控制目标：首先供水系统实现自动调节的功能。接通电源后，变频器输出的频率从0Hz逐渐上升，PID调节器随即接收来自出口压力表的反馈信号，经内部自动运算后与所给定的压力参数进行对比，自动调整电动机转速。若系统突然断电，系统则停机，而当电源恢复后就重新开始运行；其次系统具有恒压控制功能。根据用水量需求情况，变频调速恒压供水系统可以对电动机转速进行即时控制，保证恒压供水；再次系统具有系统保护功能。这个系统可以对工频电源和变频电源在供电控制回路上实现机械和电气互锁，这样可以保护电路，从而保护整个供水系统。
图3
3 变频调速恒压供水系统在石油化工企业用水环境中的应用
本用户用水量情况如下：
（1）系统必保最低安全用水量：为保证消防用水需要，该流量保证必须可靠，即使在日常生产中不消耗，也必须实时保持供应，该流量为280吨/小时；
（2）系统满负荷生产用水量：当企业满负荷生产时每小时消耗的水量。该流量为680吨/小时～700吨/小时左右；
（3）系统超负荷生产用水量：极端情况下，系统最大用水量1000吨/小时。
针对企业用水需求情况并兼顾系统保安供水需求，两台工频电机采用互投备用方式；两台变频电机采用恒压调整方式。采用PLC控制器实现工频电机的互投切换及变频电机的自动投、切及调速。全系统由：执行设备、控制设备、信号检测设备组成。
工程中应注意，优化闭环控制系统PID参数值，使得系统调节兼顾稳定性、灵敏性；充分运用变频器的电动机的软启动功能，减少电流突变对电动机本体和电网的冲击，竭力消除供水管网水锤效应；鉴于变频器是电网系统中不可忽视的谐波源，在全系统软、硬件设计、施工上均考虑抗干扰和谐波处理问题，加强谐波屏蔽及可靠接地使得系统具有可靠的抗干扰能力和稳定性[3]。
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【关键词】 水利水电工程；设备管理；技术状态；加强措施
【中图分类号】 TU712.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）04-016-02
1 概述
进入21世纪，水利建设已由单纯的江河治理、防洪除涝，发展到跨流域引水、环境用水、生态用水等综合开发利用阶段。水利作为基础产业，国家加大了水利投资力度，越来越多的机械设备在施工中得到普遍应用，为企业创造了显著的经济效益。而作为水利水电系统工程中的设备管理工作，无疑占有十分重要的地位。只有做好机械设备组织计划，合理地调配机械，正确地使用机械，及时维护保养机械，才能充分发挥机械设备的优良性能，提高工程质量，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
2 机械设备在施工管理中存在的问题
水利水电工程项目如水库、大型渠道、江河堤防整治、灌区改造、供水管线工程，目前全部采用招投标制和项目经理制。成立项目时，从各部门调入相关人员，从其它项目调入工程施工所需的设备，但随着施工结束，项目也随之解散。水利水电项目施工的这一特点决定了施工设备管理中存在的许多问题。
2.1 规章制度不完善，责任不明确。在工程施工中，规章制度不完善，责任不明确，容易形成设备管理方面的混乱，无章可循，造成不必要的浪费。
2.2 设备不配套。项目组建初期，从各项目部调入的设备大多是技术状况较差的设备，如戈壁明渠V标，其调入的挖掘机械和车辆等均无法正常工作，滥竽充数。而对于有些工程需使用的特殊设备不能配套，如大坝为新型的RCC碾压式混凝土坝，施工时就需要一种新型振动碾；又如在总干渠渠道维修工程中，由于渠道较深，边坡较高，国产自卸车进行泥岩换填困难较大，施工时就需要五十铃自卸车等进口自卸车。由于设备配套不全，就难免影响工程施工质量和进度。
2.3 存在短期行为，重用轻养，以修代养，使用与保养脱节。项目部在工程施工中，所追求的是工程质量、进度与效益，对设备的使用自然是费用越低越好，为了抢工期、赶进度，某些施工单位只是拼命使用机械，而忽略了设备的保养维护，如：戈壁明渠V标项目工程，其进口CAT330挖掘机械就有4台，均无法正常出勤；自卸车有25辆只有3辆可以工作，完好率仅为12%，其设备全部变成了摆设，这种“重使用、轻保养”直接导致了机械技术状况差，缩短了机械使用寿命。
2.4 体制不合理造成随机差异。对于一些发生故障的进口机械，尤其是长期使用磨损严重引起故障的设备，维修费用很高，项目部一般不愿意承担，另外，仅让项目部承担这些费用也不尽合理，这样从体制上造成了项目间成本的随机差异较大。
2.5 设备管理与生产管理脱节。在项目施工管理中，一方面设备管理者一般不参与机械化施工组织管理；另一方面生产管理很少考虑现有设备的技术性能和技术状况，形成了设备管理和生产管理的脱节。
2.6 经济核算不准确，浪费严重。在施工设备管理工作中，如不能充分考虑各施工设备的机械性能，不能充分发挥各施工设备的作用，不能很好的进行经济核算，势必造成经济浪费。
2.7 职工文化业务素质低，影响机械设备有效利用。由于水利水电行业流动性大，很多机械设备操作人员都是临时招聘的，造成施工机械设备人员参差不齐，职工文化素质低，不能充分发挥机械设备的作用，影响机械设备有效利用。
3 机械设备管理工作中应采取的主要措施和对策
针对目前水利机械施工中存在的问题，笔者认为应从以下几个方面加强机械设备的管理工作：
3.1 健全配套完整的机械设备管理规章制度。建立健全各项规章制度是管理好机械设备的前提，建立制度必须全方位的涉及施工的各个环节，并与个人利益挂钩，从而调动职工的积极性。在制定机械设备各项管理制度中应坚持“七个有利于”即：有利于施工、有利于管理、有利于提高机械完好率、有利于提高机械化施工水平、有利于充分发挥机械的效能、有利于提高职工的积极性、有利于提高效益。
3.2 做好设备组织工作。项目组建初期，设备管理人员应协同项目负责人（项目经理）认真分析招标文件中对设备的技术要求，合理编制机械化施工组织计划，确定施工主导机械，从而确定配套机械规格型号和数量，上报设备配置计划，及时组织设备到场，同时应了解设备的技术状况。对于技术状况较差的设备应重新调换。
3.3 做好施工前设备查验工作，同时加强设备的状态管理，实行点检、巡检、定检的预防维修制度。
3.3.1 应对所有到场的行走机械进行一次全面的启动检查。并组织机械手对机械设备进行例行保养，包括三滤检查，加注脂，紧固螺栓以及油品的污染程度检查。对于存在问题的机械，应编制合理的检修计划，并立即组织实施。
3.3.2 对于需要安装调试的机械设备，如混凝土搅拌机、混凝土输送泵、发电机组等，应会同相关人员确定安装地进行周密的安装设计，组织相关人员及附属机械协助安装。
3.3.3 对新购置的机械设备，应要求厂家派代表积极配合，安装指导。并对机械手实行岗前培训，掌握操作规程、熟练操作技术后方可上机正常工作。
点检制。点检制是预防维修原则的重要内容，机械故障的随机性决定了只有经常对机械进行检测，才能在掌握其动态的基础上及时发现问题，即通过操作者在运行前、运行后和运后中对设备进行监护，及时发现异常现象，并采取相应的措施，把故障消除在最小范围内。实践证明，设备早期故障80%以上均是在日常点检中发现的。
巡检制。巡检制是点检工作的进一步深化和细化，一般是由技术员、富有经验的管理人员和维修人员来完成。其目的是通过巡检对重要设备进行重点监控，同时对操作人员的不足之处提出建设性的意见。
定检制。定检工作是由专门的技术人员，设备维修人员按照定检卡，定检周期以机械运转台时统计资料为依据，通过对机械进行较全面、细致的检测，制定设备技术性能状况，并及时进行调整和维修，保证机械处于良好状态。
3.4 做好施工中的设备管理。
3.4.1 做好设备的合理使用与维护保养工作。设备调度管理不仅要考虑水文、天气的影响及总工期要求，同时要考虑主导施工机械及配套机械的生产能力。另外，施工尽量避免冬季施工，冬季施工不仅使工程费用增加，也加大机械设备的磨损。
通过合理的设备组织，充分利用各分项工程之间进度的差异，进行分项工程之间同类设备的调遣，以便作好设备的维修保养极为重要。
机械设备使用要严格遵守设备安全操作规程，设备在使用中发生异常，应停机检查，并向设备维修人员及时汇报。
在工程施工中，加班加点的现象时有发生，如果仍沿袭过去的固定保养和月保养，将不能保证设备具有良好技术状态，应严格执行按时保养，使设备处于良好的工作状态。对于施工中的主要机械，应定期组织人员进行检查保养。
3.4.2 做好设备的维修与技术革新。①如果同类项目较多，在条件允许情况下，可以多储存些总成件，例如装载机前后差速器总成，自卸车离合器总成、变速器总成等；②对进口设备，由于配件购置周期长，通过局部改造可以及时恢复设备原有水平。如水库大坝施工，对于不同坝段、不同时段需要不同配比的混凝土拌合料，人工拌合机难以满足要求，通过技术革新改造，将人工拌合机改造为自动监控、自动投料的微机拌合系统，既节省了原料、提高了工效，又保证了工程质量。
3.5 做好设备恢复修理工作。项目施工结束后对设备应进行全面的恢复修理。每一工序结束之后，应对所使用的机械进行全面检查，对于存在问题的机械设备应及时组织修理；对于技术状况确实很差，现场修理难度大的设备，应交由专职的修配厂或维修部门修理，使项目竣工后设备处于完好状态。
3.6 加强单机核算，提高经济效益。
3.6.1 建立机械设备动态台帐，为核算提供完整的基础资料。①建立机械设备动态表，实行跟踪管理。动态表具体反映各台设备在何时、何工地、在修或停机待料等情况；②建立设备消耗台帐。加强设备使用过程中每项费用支出的严格管理，将核算单位划小到单机（车），各台设备建立消耗台帐；③控制消耗，实行交旧领新及审核制。对领用的各种材料和发生的维修费用，必须由机构主要负责人审核签字，方可报销。
3.6.2 建立单机核算帐目，加强经济核算。①建立单机核算帐目。首先，根据设备生产记录和台班收费定额编制作业数量及收入情况表，在此基础上将消耗情况表、作业数量、收入情况表汇总为收入成本表；②加强经济核算，进行成本分析。为使成本真实可信，将每台设备的油耗和台班或里程列表分析进行研究。考核油耗是否正常，对同一厂家、同一机型的台班或里程进行对比分析，从而反映出机械使用的正常与否。
3.7 加强队伍的素质教育，提高职工队伍的文化技术水平。利用施工淡季对专业技术人员、维修工和大型设备的操作人员分批、分期进行培训。对机构操作人员培训重点应放在操作技术、保修技术、节能技术、安全规程、施工工艺和质量标准等方面。在培训形式上，可以利用开展岗位练兵、厂家开展的售后服务、检修保养设备、短期进修培训等形式进行；通过培训，使机械操作人员不仅掌握操作技术，还要懂得施工工艺，以最小消耗获得最佳效益；修理人员即要有机械构造知识，又要有熟练的诊断和维修能力；专业技术人员既要有较高专业技术能力，还要具有一定管理能力，达到提高施工队伍的整体素质。
