罐式全變頻調速給水設備與傳統給水設備的比較

作者：楊金明    北京精銘泰工程技術開發有限公司

摘要：針對市場上現有的傳統給水設備與罐式全變頻調速給水設備進行比較，闡述了罐式全變頻調速給水設備與傳統供水設備的區別，證實罐式全變頻調速給水設備開創了二次供水設備的嶄新模式。

關鍵詞：罐式全變頻調速給水設備    

1.術語與定義

1.1疊壓（無負壓）給水設備：與供水管網連接增壓供水，保證供水管網水壓不低于當地供水主管部門規定的限定壓力值的供水裝置。

1.2罐式疊壓（無負壓）給水設備：水泵機組和穩流補償器安裝在同一整體底座上為整體式，安裝在不同底座上為分體式，配有穩流補償器并實現流量調節的疊壓給水設備。

1.3箱式疊壓（無負壓）給水設備：配有常壓水箱、增壓裝置、水泵機組、控制柜的疊壓給水設備。

1.4微機控制變頻調速給水設備：以可編程控制器等微型計算機為主控單元進行自動控制，由水泵從水池、水箱、水井等的調節裝置中取水，通過變頻器改變供電頻率控制水泵電機轉速，使水泵轉速和流量可調節的給水設備

2．罐式全變頻調速給水設備簡介

2.1罐式全變頻調速給水設備

直接連接到市政給水管網或其他有壓管網上,采用全密閉波浪形水罐和負壓抑制技術，通過一控一變頻器控制單臺水泵電機轉速，使單臺水泵流量可調節并保證市政給水管網或其他有壓管網不產生負壓的恒壓給水設備。

2.2罐式全變頻調速給水設備基本組成

主要由控制總閥門、壓力傳感器、流量控制器、過濾器、低阻力倒流防止器、全密閉波浪形水罐、布水器、真空抑制器、液位控制器、自循環裝置（多點枝狀取水口）、消毒裝置、立式多級離心泵、隔膜保壓罐、控制柜（含一控一全變頻器）、內外扶梯、遠程網絡視頻監控系統、壓力檢測儀表、區域防泄漏報警裝置、應急備用旁通管路、進水管、控制閥門、備用壓力傳感器、備用流量控制器、備用過濾器、備用低阻力倒流防止器、消毒裝置預留口、控制閥門等組成。

2.3罐式全變頻調速給水設備工作流程及原理

罐式全變頻調速給水設備的工作流程及原理是供水管網進水通過不銹鋼進水總閥門（用戶配置）、雙閥體結構低阻力安全型不銹鋼過濾器倒流防止器、不銹鋼壓力傳感器、不銹鋼流量控制器、不銹鋼布水器、進入全密閉波浪形水罐、不銹鋼自循環裝置（多點枝狀取水口）、不銹鋼手輪式球閥、經過無阻力不銹鋼無縫分流管件、不銹鋼手輪式球閥、快裝式軟接裝置、消毒裝置、節能高效立式多級離心泵、節能小流量保壓泵、無阻力不銹鋼彎頭、快裝式軟接裝置、低阻力旋啟式不銹鋼止回閥、不銹鋼手輪式球閥、無阻力不銹鋼無縫分流管件、節能型不銹鋼隔膜保壓罐、不銹鋼壓力傳感器、由用戶自行安裝的軟接裝置、流量計和控制閥門、進入用戶管網。

2.4罐式全變頻調速給水設備配置

罐式全變頻調速給水設備配置有控制總閥門、壓力傳感器、流量控制器、過濾器、低阻力倒流防止器、全密閉波浪形水罐、布水器、真空抑制器、液位控制器、自循環裝置（多點枝狀取水口）、消毒裝置、立式多級離心泵、隔膜保壓罐、控制柜（含一控一全變頻器）、內外扶梯、遠程網絡視頻監控系統、壓力檢測儀表、區域防泄漏報警裝置、應急備用旁通管路、進水管、控制閥門、備用壓力傳感器、備用流量控制器、備用過濾器、備用低阻力倒流防止器、消毒裝置預留口、控制閥門等

3．罐式全變頻調速給水設備特點

3.1運行安全

當罐式全變頻調速給水設備出水壓力流量傳感器檢測到設備出口端壓力不能滿足用戶最不利用水點所需壓力要求時，出水壓力流量傳感器向自動化控制柜發出信號，控制系統計算出在供水管網原有壓力基礎上需要增加的壓力值，并自動控制調速泵組啟動運行，隨輸出頻率的升高，缺多少補多少，調速泵的電機轉速隨即升高；當出水壓力傳感器檢測到供水壓力達到系統設定壓力值（參數預先設定）時，電機轉速穩定，系統達到平衡；當用戶用水量減少時，調速泵隨即減速運行，維持出水壓力滿足系統設定壓力值（參數預先設定）。當低峰和夜間用水量減少到一定量時，調速泵停止切換至節能小流量保壓泵啟動，節能型不銹鋼隔膜保壓罐穩定管網壓力。待設備出口壓力降至系統所設定喚醒壓力值時（參數預先設定），設備重新啟動并增壓供水。

當區域防泄漏報警裝置報警時流量控制器自動關閉，確保設備本身及泵房內其它設備的安全。

當供水管網壓力下降至供水管網最低壓力值或因故停水時，流量控制器逐漸關閉，減少從供水管網的取水量，保護供水管網安全，此時真空抑制器啟動，全密閉波浪形水罐內的水依舊可以在一定時間內（依據全密閉波浪形水罐容積和用戶用水量）按上述供水模式向用戶供水。

設備具有水位控制（當水位下降至設定的低水位時，設備自動停機、并報警，待水位恢復到設定的啟泵水位時，設備自動啟動和消警。）壓力控制、自動保護、超壓保護、水泵自動切換、備用泵自投、防水錘等功能。全密閉波浪形水罐上進水、下出水，不銹鋼自循環裝置（多點枝狀取水口）向泵組多點供水，水體自然循環，確保水質清鮮。

當對罐式全變頻調速給水設備中任意一組部件進行維護保養時，只需暫停本組部件的供水模式，其余水泵及控制功能依舊可以向用戶提供服務。

   當對泵組前部件進行維護保養時，啟動應急備用供水管路。應急備用旁通管路由進水管、控制閥門、備用壓力傳感器、備用流量控制器、備用過濾器、備用低阻力倒流防止器、消毒裝置預留口、控制閥門等組成。

3.2調蓄范圍大

罐式全變頻調速給水設備的全密閉波浪形水罐直徑1000-3000MM、長度1800-22000MM、         容積1-155m³（根據泵房面積和用水量設計合理的容積），而且可以低、中、高區共用一個水罐。

3.3有效容積足

罐式全變頻調速給水設備的全密閉波浪形水罐因為沒有溢流口、出水口設定的安全水位；多點枝狀取水口在罐體底部，所以全密閉波浪形水罐罐體有效容積等于理論容積的100%。

3.4具有疊壓（無負壓）功能

   罐式全變頻調速給水設備的儲水容器為全密閉波浪形水罐，因為是全密閉儲水容器，所以具有疊壓（無負壓）功能。

3.5水質清潔

   罐式全變頻調速給水設備在全密閉狀態下運行，沒有水箱，波浪形水罐是全密閉儲水容器，所以水質沒有二次污染的可能性。

3.6節省費用

沒有后期水箱維護費用。

4．傳統給水設備存在的不足

4.1罐式疊壓（無負壓）給水設備

罐式疊壓（無負壓）給水設備罐體有效容積一般在0.42-0.75m³之間，當供水管網因故停水或流量不足、壓力偏低時，設備即刻停水，無法滿足用戶的用水需求。

4.2箱式疊壓（無負壓）給水設備

箱式疊壓（無負壓）給水設備水箱，本身無法做到全密閉、不節能、存在產生二次污染的隱患。箱式疊壓（無負壓）供水設備由于每日需定時切換用盡水箱內部的存水，才能保證水質的相對新鮮，必然造成能源的浪費。

箱式疊壓（無負壓）給水設備水箱，因為有排水口、溢流口、泄水口、出水口設定的安全水位，所以有效容積約為理論容積的60%。

箱式疊壓（無負壓）給水設備水箱，每年水箱清洗、更換紫外線燈管、電費、水箱水質衛生檢測費、更換液壓浮球閥等費用3-4萬元。（根據用水工況不同，費用還會增加）

箱式疊壓（無負壓）給水設備水箱，因為是敞口容器所以不具備疊壓功能。

4.3微機控制變頻調速給水設備

微機控制變頻調速給水設備水箱與箱式疊壓（無負壓）給水設備水箱，存在同樣的問題。

5．罐式全變頻調速給水設備與傳統給水設備的比較

5.1罐式全變頻調速給水設備與罐式疊壓（無負壓）給水設備比較

5.1.1罐式全變頻調速給水設備具備了罐式疊壓（無負壓）給水設備全密閉、管網疊壓（無負壓）的優點。

5.1.2由于罐式全變頻調速給水設備的全密閉波浪形水罐直徑1000-3000MM、長度1800-22000MM、容積1-155m³（根據泵房面積和用水量設計合理的容積），而且可以低、中、高區共用一個水罐。而罐式疊壓（無負壓）給水設備罐體有效容積一般在0.42-0.75m³之間。所以當供水管網因故停水或流量不足、壓力偏低時，罐式全變頻調速給水設備仍然可以在相當長的一段時間內向用戶供水，提高了調蓄范圍、確保了供水安全、滿足了用戶的用水需求?？朔?/font>罐式疊壓（無負壓）給水設備當供水管網因故停水或流量不足、壓力偏低時，設備即刻停水，無法滿足用戶的用水需求的不足。

5.1.3由于罐式全變頻調速給水設備配置了應急備用旁通管路，當對泵組前部件進行維護保養時，啟動應急備用供水管路管路。而罐式疊壓（無負壓）給水設備沒有此配置，當設備中部件出現故障都要停止供水，影響用戶用水需求，暴露設備的安全隱患。所以罐式全變頻調速給水設備比罐式疊壓（無負壓）給水設備更安全。

5.2罐式全變頻調速給水設備與箱式疊壓（無負壓）給水設備比較

5.2.1罐式全變頻調速給水設備具備了水箱式罐式疊壓（無負壓）給水設備水箱能夠有一定量的儲備水，可以在供水管網停水時，繼續向用戶供給一定量的水的優點。

5.2.2罐式全變頻調速給水設備的全密閉波浪形水罐因為沒有溢流口、出水口設定的安全水位；多點枝狀取水口在罐體底部，所以全密閉波浪形水罐罐體有效容積等于理論容積的100%。而箱式疊壓（無負壓）給水設備水箱，因為有排水口、溢流口、泄水口、出水口設定的安全水位，所以有效容積約為理論容積的60%。所以罐式全變頻調速給水設備的全密閉波浪形水罐比箱式疊壓（無負壓）給水設備水箱的有效容積要大得多。

5.2.3由于罐式全變頻調速給水設備的全密閉波浪形水罐是全密閉儲水容器，所以具有管網疊壓（無負壓）功能，而箱式疊壓（無負壓）給水設備的水箱，是敞口容器不具備疊壓功能。所以罐式全變頻調速給水設備和箱式疊壓（無負壓）給水設備比較既具備疊壓功能又杜絕了水質二次污染的可能。

5.2.4由于罐式全變頻調速給水設備沒有水箱、全密閉波浪形水罐是全密閉儲水容器；而箱式疊壓（無負壓）給水設備有水箱，每年水箱清洗、更換紫外線燈管、電費、水箱水質衛生檢測費、更換液壓浮球閥等費用3-4萬元。（根據用水工況不同，費用還會增加）所以罐式全變頻調速給水設備和箱式疊壓（無負壓）給水設備比較每年要節省3-4萬元費用和精力。

5.3罐式全變頻調速給水設備與傳統變頻器“一拖N”控制方式給水設備比較

5.3.1由于罐式全變頻調速給水設備，通過一控一變頻器控制單臺水泵電機轉速，使單臺水泵流量可調節，當對罐式全變頻調速給水設備中任意一組部件進行維護保養時，只需暫停本組部件的供水模式，其余水泵及控制功能依舊可以向用戶提供服務。而傳統的供水設備均為一拖N的控制方式（即一臺變頻器控制多臺水泵），當變頻器出現故障或維護保養時，整套供水設備將停止運轉，嚴重影響用戶的用水安全和生產廠家的信譽。所以罐式全變頻調速給水設備比傳統的變頻器“一拖N”控制方式給水設備更安全。

6．罐式全變頻調速給水設備與傳統給水設備配置比較

6.1過濾器、倒流防止器

傳統給水設備配置的過濾器、倒流防止器一般為鑄鐵材質，使用一段時間后銹蝕嚴重，產生泄漏。采用單獨的過濾器和倒流防止器用短節和法蘭連接又產生工藝復雜、多次連接、延長管路長度、增加占地面積、美觀度不好等問題。

罐式全變頻調速給水設備配置的雙閥體結構低阻力安全型不銹鋼過濾器倒流防止器，它是由不銹鋼過濾器、低阻力安全型不銹鋼倒流防止器一體化而成的雙閥體結構控制裝置。不銹鋼過濾器將雜質屏蔽在設備之外，并適時從排放口排出，保護設備正常運轉；雙閥體結構不銹鋼止回裝置確保水體不會倒流。我公司的專利產品雙閥體結構低阻力安全型不銹鋼過濾器倒流防止器，可以解決傳統的由單獨Y型過濾器、倒流防止器連接組成的過濾止回裝置存在的密閉性不好、易泄漏、易銹蝕、延長管路長度、增加占地面積、工藝復雜、多次連接、與相關管路連接復雜、美觀度不好等技術問題。

6.2壓力傳感器

傳統的給水設備安裝的是電接點壓力表或遠傳壓力表，控制精度差、傳輸速度慢，無法滿足供水設備的控制精度和傳輸速度要求。

罐式全變頻調速給水設備安裝在進出水口兩端的兩個丹佛斯或施耐德不銹鋼壓力傳感器，將壓力流量轉化為標準電信號參與控制過程演算，保證供水安全。

6.3三通管件

傳統給水設備的三通管件為管路切口直角狀對接，管路內部有焊點和毛刺，增加過流阻力，而且無法使用自動化焊接。

罐式全變頻調速給水設備配置的無阻力不銹鋼無縫分流管件接口連接處，和主管一體式冷拔三通管路冷拔工藝，在管口形成一個圓滑向上的圓弧過渡直口與其它管路焊接，水泵出水處彎頭到接口為一次性壓制成型，內壁光滑、這樣就使水在管路內形成無阻力過流，降低電機輸出功率、提高功效、與傳統工藝比較節能10%、延長設備使用壽命、實現設備節能最大化。

6.4閥門

傳統給水設備配置的鐵制閥門與管路多次連接，工藝復雜、阻力大，易出現故障，美觀度差。經過一段時間使用后出現問題，一、外觀銹蝕，結構損壞，產生泄漏，既污染管路，又污染環境；二、內部銹死，無法關閉，出現故障或設備檢修時，無法關閉，如果更換和維修必須關閉小區總閥門，影響全部小區的正常供水。

罐式全變頻調速給水設備配置的快裝式不銹鋼手輪式球閥可以解決傳統的液體輸送設備中由兩片法蘭對夾傳統的鐵制蝶閥存在的密閉性不好、易泄漏、易銹蝕、阻力大、美觀度不好等技術問題。

6.5軟接裝置

傳統給水設備配置的軟接頭與其它管路要靠兩端的各自兩片法蘭與管路進行連接，存在密閉性不好、不易更換和維修、連接速度慢等技術問題。

罐式全變頻調速給水設備配置的快裝式軟接裝置，它包括軟接頭和連接裝置兩部分；其特征在于，通過活結將連接體、鎖緊套與軟接頭和管路連接，形成一個連接整體；快裝式軟接裝置可以兩端均為通過活結將連接體、鎖緊套與軟接頭和管路連接的型式；也可一端為通過活結將連接體、鎖緊套與軟接頭和管路連接，另一端為通過軟接法蘭、法蘭與軟接頭和管路連接?？梢越鉀Q傳統的液體輸送設備中由設置在軟接頭兩端的各自兩片法蘭通過若干條螺栓將軟接頭與管路連接存在的密閉性不好、不易更換和維修、連接速度慢等技術問題。

6.6止回閥

傳統給水設備配置的止回閥為單獨對夾式止回閥與閥門靠短節和法蘭焊接連接，存在的延長管路長度、增加占地面積等問題。對夾式止回閥采用橡膠墊密封，橡膠老化易產生泄漏。

罐式全變頻調速給水設備配置的低阻力旋啟式不銹鋼止回閥外形為錐形，可以解決傳統的由帶法蘭短節連接的對夾式止回閥組成的止回裝置存在的密閉性不好、易泄漏、延長管路長度、增加占地面積等技術問題。

6.7進出水管路

傳統給水設備在水泵前后采用平進平出的連接方式，存在阻力大、耗能、止回閥易泄漏、噪音大的問題。

罐式全變頻調速給水設備采用在水泵前后平進上出的連接方式，水泵出水口通過無阻力彎頭、管路、密閉式止回裝置上行管路的連接方式出水，行程阻力小、節能、低噪音、止回閥無泄漏。

6.8布水器

罐式全變頻調速給水設備中全密閉波浪形水罐配置的不銹鋼布水器，使進水口的激流水通過不銹鋼布水器后，緩流至水罐內，水不直接沖擊罐體，減少進水噪音、防止水流沖擊、延長設備使用壽命。

6.9不銹鋼自循環裝置（多點枝狀取水口）

罐式全變頻調速給水設備中全密閉波浪形水罐配置的不銹鋼自循環裝置（多點枝狀取水口），使全密閉波浪形水罐內的水通過不銹鋼自循環裝置（多點枝狀取水）流出全密閉波浪形水罐，此裝置可使水罐內的水自動循環、先進先出、實現泵組多點取水、不會形成死水層，確保水罐內的水質始終清新。

6.10不銹鋼真空抑制器

罐式全變頻調速給水設備中<