王清雨（福州市閩教監(jiān)理公司）

　　傳統(tǒng)水廠供水泵房采用多水泵聯(lián)合供水方式，在供水過程中，根據(jù)用水量隨時(shí)間、季節(jié)的變化調(diào)整不同水泵機(jī)組的開啟，以達(dá)到正常供水。長期實(shí)踐證明，這種供水模式存在能效大，水泵機(jī)組工作效率低，電氣設(shè)備投資大，使用壽命短等弊端。近年來，隨著自動(dòng)化水平的提高，變頻調(diào)速技術(shù)引入了供水行業(yè)，這種變頻給水設(shè)備具有高效節(jié)能節(jié)水，流量連續(xù)可調(diào)，自動(dòng)化程度高，操作控制方便等優(yōu)點(diǎn)。目前已在供水系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。

（一）、變頻調(diào)速原理及常用工作方式

　　對于一定型號的水泵機(jī)組，在功率一定的條件下，供水量與揚(yáng)程呈現(xiàn)反比關(guān)系。水泵機(jī)組工作效率只有在一定范圍內(nèi)才處于高效運(yùn)行狀態(tài)。機(jī)組軸功率P、揚(yáng)程H、流量Q、與轉(zhuǎn)速n之間存在一定關(guān)系：P∝n³，H∝n²，Q∝＝n，而水泵的轉(zhuǎn)速可以通過下式得到改變n＝fxb₀／p（式中n——水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，p——電機(jī)極對數(shù)，f——電機(jī)供電頻率，b0——常數(shù)）。
　　由上式可知，改變電機(jī)供電頻率即可改變水泵轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到改變水泵機(jī)組出水流量，揚(yáng)程與電機(jī)輸入功率的目的，這就是變頻調(diào)速供水技術(shù)。常用的變頻調(diào)速供水技術(shù)有恒壓變量和變壓變最兩種供水模式。
　　1、恒壓變量變頻調(diào)速供水技術(shù)
　　恒壓變量變頻調(diào)速技術(shù)是保持供水泵房總出水管壓力不變，改變水泵運(yùn)行臺數(shù)或者變頻泵轉(zhuǎn)速，以達(dá)到改變泵房出水量的方式。對于某一恒定壓力H1，可以通過過改變供電頻率，在不同轉(zhuǎn)速n¹、n²、n³、……條件下供出不同流量Q₁、Q₂、Q₃……以滿足實(shí)際用水需要。
　　2、變壓變量變頻調(diào)速供水技術(shù)
　　變壓變量變頻調(diào)速供水技術(shù)這指通過變頻調(diào)整水泵機(jī)組工況點(diǎn)，使其恰好位于快道特性曲線上，從而實(shí)現(xiàn)供水完全相等的方式，實(shí)質(zhì)上是以管網(wǎng)特性曲線作為水泵機(jī)組工作特性曲線，它首先計(jì)算出流量為零時(shí)保證最不利點(diǎn)正常用水的最低壓力H0，然后隨著用水量的增加，機(jī)組揚(yáng)程沿管道特性曲線H：HO+KQ2向上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)變壓變量供水。

《二》、變頻調(diào)速供水技術(shù)的特點(diǎn)與選擇

　　1、變頻供水技術(shù)特點(diǎn)：節(jié)能，運(yùn)行成本低，管網(wǎng)運(yùn)行安全性較高；一次性投資偏高。變頻供水技術(shù)由于啟動(dòng)電流　　減少，可以節(jié)省電力增容與變壓器容量。但由于變頻供水技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、儀器儀表技術(shù)、給水技術(shù)、電力控制技術(shù)及相關(guān)儀器設(shè)備，大大提高了一次性投資費(fèi)用。
　　2、恒壓變量供水特點(diǎn)；較傳統(tǒng)供水方式節(jié)省能效20%；控制方便，根據(jù)泵房出水管壓力控制儀表即可實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組控制；可基本解決由于水量降低造成壓力增加帶米的管網(wǎng)爆管及漏水損耗大的問題。
　　3、變壓變量供水特點(diǎn)：較傳統(tǒng)供水方式節(jié)省能耗35％；控制合理但實(shí)施難度較大，變壓變量供水方式首先在泵房出水管上設(shè)置流量送變器和壓力送變器，并將管網(wǎng)特性參數(shù)、各水泵性能參數(shù)等輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)上述參數(shù)對管網(wǎng)進(jìn)行評差計(jì)算，在滿足最不利點(diǎn)壓力情況下計(jì)算泵房出水壓力，并將計(jì)算壓力與壓力送變器實(shí)瀏壓力進(jìn)行比較和PID計(jì)算，然后控制變頻器調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速，使兩者保持一致，從而實(shí)現(xiàn)變壓變量供水。變壓變量供水可基本解決多余水頭帶來的管網(wǎng)破壞和跑漏過多問題；設(shè)備使用壽命提高且供水安全性高。由于變頻供水設(shè)備通常采用軟啟停技術(shù)，減小了電機(jī)與水泵的磨損破壞，降低了維護(hù)工作量，延長了設(shè)備使用壽命。同時(shí)由于水錘被最大限度避免，也就提高了供水安全性。
　　4、變頻技術(shù)的選擇：根據(jù)不同的供水特點(diǎn)，結(jié)合不同的使用場所，可選擇不同方式以發(fā)揮各自的優(yōu)勢，恒壓變量方式供水壓力基本恒定，對于用水量波動(dòng)幅度小，用水壓力基本不變的工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)供水系統(tǒng)較合適，此方式可減少一次性投資與計(jì)算難度，充分滿足用水要求、主壓變量方式對于用水量變化大、管網(wǎng)復(fù)雜的城鎮(zhèn)?；钣盟^合適。

（三）、經(jīng)濟(jì)估算

　　采用變頻調(diào)速供水技術(shù)后，按單機(jī)節(jié)電20％，電費(fèi)0.40元/度計(jì)，則軸功率55KW電機(jī)1年節(jié)能：55×24×365×0.4×20%=38544.0元，電機(jī)功率為55KW恒壓變頻控制設(shè)備投資額為58000元，由此可見，采用變頻調(diào)速供水技術(shù)后?？稍冢?.8／3.85）×12=18.1月收回投資，若按設(shè)備使用壽命為10年，則經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀：（10－18．1／12）×3.85=32.69萬元。

（四）、結(jié)論

　　1、變頻供水技術(shù)可以給供水企業(yè)卅來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，并大大提高供水安全性和管網(wǎng)設(shè)備的使用壽命。
　　2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)供水宜采用恒壓變量方式，城鎮(zhèn)生活供水宜采用變壓變量方式。
　　3、所有水泵機(jī)組宜采用軟啟停裝置，最大限度降低水錘發(fā)生頻率。