上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司供水事業(yè)部副總經(jīng)理、高級工程師 董雪峰

論壇現(xiàn)場，董雪峰進(jìn)行了題為“智能永磁電機(jī)在二次供水系統(tǒng)的研究和應(yīng)用”的發(fā)言，系統(tǒng)闡述了當(dāng)前國家對二次供水設(shè)備的相關(guān)規(guī)定以及設(shè)備運(yùn)行存在的問題痛點(diǎn)，并談及凱泉泵業(yè)在針對性技術(shù)措施、新產(chǎn)品、新應(yīng)用等方面的探索與實(shí)踐。

01二次供水系統(tǒng)的需求及存在的問題

為了實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”的目標(biāo)，國家制訂了一系列關(guān)于節(jié)能降碳的相關(guān)規(guī)定。今年4月，國務(wù)院頒布了《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》通知，其中第十項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)對加快用能產(chǎn)品和設(shè)施更新改造提出了明確的要求——與2021年相比，2025年在運(yùn)行的高效節(jié)能電機(jī)的使用提升5個百分點(diǎn)以上，這也是國家對高效電機(jī)應(yīng)用方面的重大舉措。

除了對節(jié)能降碳等方面進(jìn)行規(guī)定，國家對城鎮(zhèn)供水改造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也存在能效和噪聲等方面的要求。

在能效方面，《城鎮(zhèn)二次加壓與調(diào)蓄供水設(shè)施改造技術(shù)規(guī)程》要求，水泵應(yīng)配套能效等級較高的電機(jī)，異步電機(jī)效率應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18613-2020中2級能效，永磁同步電機(jī)效率應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 30253-2013中1級能效規(guī)定。

在噪聲方面，國內(nèi)水司統(tǒng)一進(jìn)行泵房管理、泵房改造建設(shè)，在制定泵房供水設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，也提出了關(guān)于泵的噪聲測量與評估方法，適應(yīng)于人民群眾對供水設(shè)備從水質(zhì)、水壓、能耗以及運(yùn)行過程中的噪聲方面的更高要求。目前，有些城市甚至新建住宅的泵房要求建設(shè)在地面，這讓二次供水設(shè)備的運(yùn)行有了更高的挑戰(zhàn)。

董雪峰指出，二次供水系統(tǒng)在解決安全衛(wèi)生、高效節(jié)能、低噪靜音等問題的同時，還存在一些傳統(tǒng)的痛點(diǎn)問題。

第一，泵房環(huán)境惡劣、機(jī)電不分離。由于泵房潮濕、設(shè)備銹蝕、灰塵嚴(yán)重、防護(hù)等級低、安裝半年才進(jìn)行調(diào)試等問題，二次供水設(shè)備易受潮損壞。

第二，安裝周期長、操作不便捷、功能擴(kuò)展不靈活。傳統(tǒng)供水設(shè)備中的控制柜、電機(jī)、儀器儀表需要現(xiàn)場布線、安裝橋架，而且變頻器接線繁瑣、電機(jī)和水泵不易拆卸，不方便維護(hù)。

第三，傳統(tǒng)設(shè)備電磁、振動等噪聲大。變頻供水設(shè)備的噪聲主要來源于電機(jī)產(chǎn)生的振動噪音、電磁噪音和風(fēng)扇噪音。變頻供水帶來了舒適性，同時又把變頻噪音帶到了泵房中。傳統(tǒng)的供水設(shè)備由于變頻的驅(qū)動，會造成設(shè)備噪聲提升5dB~8dB，傳統(tǒng)變頻供水設(shè)備噪聲一般在73dB~83dB左右。

第四，傳統(tǒng)異步電動機(jī)效率低。三相異步電機(jī)在低輸出功率的情況下效率下降也比較明顯，這是傳統(tǒng)的效率問題。

02解決痛點(diǎn)問題的六大技術(shù)措施

董雪峰指出，針對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以及傳統(tǒng)痛點(diǎn)問題，上海凱泉泵業(yè)對企業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行了六大技術(shù)措施的改進(jìn)。

高防護(hù)設(shè)計(jì)，為了滿足設(shè)備不隔離防護(hù)的需求且足夠的可靠穩(wěn)定，不需要進(jìn)行維護(hù)，凱泉泵業(yè)通過提高控制柜、變頻器等整機(jī)的IP55防護(hù)等級使供水設(shè)備可以防塵防水；通過變頻器、PLC使用增強(qiáng)涂層板的方法使供水設(shè)備可以防潮防凝露；通過調(diào)整變頻器適應(yīng)環(huán)境溫度的情況使供水設(shè)備耐高溫，降低設(shè)備損壞情況。

可靠性設(shè)計(jì)，為了給用戶帶來更舒適的用水體驗(yàn)、最大限度消除停機(jī)斷水風(fēng)險、降低設(shè)備故障率，凱泉泵業(yè)采取了一系列技術(shù)措施。首先，二次供水設(shè)備采用全變頻系統(tǒng)控制，使供水壓力更加平穩(wěn)。其次，供水設(shè)備采用雙PLC主備冗余控制系統(tǒng)，在遇到雷電天氣等意外事件或者參數(shù)設(shè)置無法恢復(fù)的情況下，可以第一時間切換到備用系統(tǒng)，依然能夠?qū)崿F(xiàn)用戶的全自動供水。再次，供水設(shè)備系統(tǒng)數(shù)字集成化設(shè)計(jì)元器件少，使設(shè)備故障率可降低48%（與單變頻設(shè)備相比可降低72%）。

抗震設(shè)計(jì)，凱泉泵業(yè)將變頻器的抗震等級提高到2g，可以滿足變頻器電機(jī)水泵一體化集成方案。

智能降噪設(shè)計(jì)，目前泵房產(chǎn)生的噪音中最主要為電磁噪音，凱泉泵業(yè)進(jìn)行變頻器與電機(jī)一體化設(shè)計(jì)，可有效解決風(fēng)噪問題和電磁噪音問題。解決電磁噪音有兩個途徑，一是對電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，采用永磁電機(jī)，這對變頻器的波形產(chǎn)生的噪音有很好的抑制作用；二是讓電機(jī)與變頻器高度適配。與傳統(tǒng)異步電機(jī)可產(chǎn)生73.2dB噪音相比，凱泉泵業(yè)設(shè)計(jì)的智能永磁一體機(jī)所產(chǎn)生的噪音為52.5dB，在小區(qū)的供水泵房中產(chǎn)生的噪音跟傳統(tǒng)控制設(shè)備相比降低10-15分貝。

編輯：李丹