中韩杜科沈月生:数字集成变频技术解决二次供水的三个难点
* 来源 : 中国水网 * 作者 : 王馨整理 * 发表时间 : 2021-08-05 * 浏览 : 54

二次供水作为城市供水的“最后一公里”,是保障供水质量和安全的最后一道关。近年来,我国供水事业伴随人民生活品质的高质量发展不断升级,对于二次供水环节的建设与管理也提出了更高的要求。

  “供水的最后一公里的重点问题,总结起来可以归纳为六个字:‘水质、水量、水压’,做到这三点可以确保整个供水系统水质安全以及水压的舒适。”上海中韩杜科泵业制造有限公司(简称:中韩杜科)副总经理沈月生在“2021(第六届)供水高峰论坛”上指出。

  中韩杜科创办于2008年,专注于城镇供水、建筑工程用泵、水处理,以及成套供排水设备的研发制造。多年来,中韩杜科为水务行业提供系统设备的研发制造、销售服务、机电工程安装、运维服务四维一体的专业化服务。在论坛上,沈月生详细介绍了中韩杜科在二次增压供水建设环节的技术创新与实践。

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  沈月生

    什么是数字集成全变频控制供水技术?

  二次增压供水是我国的国情,在我国,城镇居民70%左右的饮用水是通过二次增压获取,而自来水水质保障的关键在于最后一公里的二次增压段。沈月生表示,二次增压供水建设管理水平如何,将直接关系到广大居民切身的利益,并影响供水企业的供水服务质量。供水的最后一公里的重点问题,总结起来可以归纳为六个字:“水质、水量、水压”。

  围绕这些问题,有五个方面值得水务人关注:第一、二次加压设备的安全可靠性;第二、生命周期的高效节能;第三、便捷通用性;第四、智能化程度(物联网);第五、水质保障。

  目前,我国已经对数字集成全变频控制供水技术做出明确的定义,国家标准《数字集成全变频控制恒压供水设备》GB/T37892 -2019中指出,数字集成全变频控制供水技术为泵组中每台水泵独立配置数字集成水泵专用变频控制器,并通过现场控制总线网络(CAN总线方式)相互通信、联动控制,无需二次编程,通过显示屏实现泵组运行参数的设定与调整,使两台或两台以上工作泵同时、同步、同频率全变频运行的控制方式。

  数字集成全变频控制供水设备可以实现多台水泵同时同频率均衡运行,既可用于建筑增压领域、也可以用于市政给水领域、工业给水领域、最小的可用于户内增压。

  数字集成全变频控制技术,五大优势保障供水安全

  沈月生介绍,数字集成全变频控制供水设备有五个突出的特点和优势:

  1、安全可靠性

  要让二次增压系统的安全可靠,并真正意义上实现全自动无人值守,需要关注三个部分:

  一是水泵、变频控制器、传感器等关键部件均冗余备份;

  二是变频驱动电路、逻辑控制电路数字化;

  沈月生指出,数字变频系统与传统增压系统的重要区别就是完全自动化。水泵电机变频驱动电路实现集成化,增压设备逻辑控制电路实现了数字化。

  数字变频系统体积更小,可靠性更高,因故停机概率大大降低。据中国科学院科技查新《科技查新报告》查询结果显示,数字集成全变频控制供水设备比传统继电器电路控制供水设备因故停水的概率降低可达80%。

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  传统增压系统VS数字变频系统

  三是提高设备防护等级。

  供水设备中80%的故障是防护等级不高引起的故障。数字集成变频控制器为模块化功能结构设计,各组成件以即插件形式封装在一个防护等级达到IP55的壳体内,克服了传统变频控制柜体积大、安全防护等级低的问题,降低因泵房环境因素导致的泵机故障。

  2、节能技术措施

  数字变频的显著特征之一是可以建立多台水泵之间的相互联系,通过CAN现场控制总线技术实现多台水泵运行时负载平均分摊。能够避免水泵运行偏离工况区。实现节约运行能耗,较传统变频增压给水设备节电10%左右。

  3、便捷通用性(无需编程)

  数字集成全变频控制供水设备采用全中文菜单,不需要对应用场景进行二次编程,采用图形化、菜单式人机界面,操作非常简单。

  整个系统的安装形式也非常便捷,既可以与水泵集成于一体,又可以单独安装在机房或其他位置,同时可以安装在任何标准水泵电机外壳。在二次供水旧改工程中,以及水务应急供水保障工作中,可以快速实现全自动无人值守供水,保障旧改(应急)期间的供水安全。

  4、智能化程度

  数字变频系统具有很高的智能化程度,多台水泵通过 CAN现场控制总线并联通讯,外部通过RS485外部通讯和平台互联互通,可以使变频器报警停机自动复位,同时实现止回阀故障回水诊断、易损件寿命预警、通过外部通讯实现设备物联网等等。

  系统根据轴承、机械密封的使用时间,对轴承和机械密封件的寿命进行预警,提示用户进行预防性检查和维护。同时也可以根据每台水泵的累积耗电量作为水泵切换的判定依据,以实现多台水泵均衡磨损。

  5、水质保障

  沈月生指出,二次供水作为整个城市供水系统的最后一公里,水质保障是重中之重。在水箱(池)部分,数字变频系统针对水箱(池)蓄水和用水的管理建立模型,实现更合理的供水形式。根据水箱(池)蓄水供给时间和高峰期时间进行错峰补水(优先在夜间等低负荷情况下补水)。遇特殊用水条件,可控制进水阀门开度进行补水。根据补水量控制水池(箱)蓄水停留时间(即水龄)。

  归纳数字变频系统的优势,整个系统呈现出五个显著特征:

  第一,进一步提高增压设备使用安全性,降低停水概率;

  第二,避免水泵运行偏离效率区,同等工况可节约10%左右的电耗;

  第三,水泵、传感器、变频控制器等关键部件冗余备份;

  第四,解决泵房超市的环境不利因素,IP55防护等级,防尘土、防淋水;

  第五,产品标准化,智能化程度高,使用维护便捷。

  产品解决方案&应用实例

  沈月生介绍了数字变频系统的多个解决方案以及在不同案例中的实践与应用:

  产品解决方案

  1、数字集成全变频控制微型供水设备

  该设备技术特点为标准化设计、变频控制运行、高效加长轴电机、低噪音、成套设备、使用维护便捷等;可以很好地应用在供水旧改、建筑竖向或横向增压、小型循环系统增压、别墅、家庭、园林、酒店、环保、单体建筑、小空调系统领域。

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  数字集成全变频控制微型供水设备

  2、数字集成全变频控制恒压给水系统

  该系统每台泵配有一台数字集成变频控制器,可以相互通迅,效率均衡联动运行;恒压供水, 低噪音,高效率。

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  数字集成全变频控制恒压给水系统

  3、数字集成全变频控制叠压给水系统

  该系统实现叠压供水,特点为每台泵配有一台数字集成变频控制器;可以相互通迅效率均衡联动运行;泵和变频系统100%备用;IP55防护等级。

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  数字集成全变频控制叠压给水系统

  4、数字集成全变频控制户外型智能一体化箱式泵站

  该系统实现叠压/恒压供水,适用于城乡一体化泵站建设。特点为每台泵配有一台数字集成变频控制器;可以相互通迅效率均衡联动运行;泵和变频系统100%备用;全自动无人值守、定制化设计;IP55防护等级。

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  数字集成全变频控制户外型智能一体化箱式泵站

  5、数字集成全变频控制自来水加压泵站

  数字集成的全变频控制自来水加压泵站是转输型、调节型、叠压型供水泵站,可以作为水务公司应急供水装备。特点为每台泵配有一台数字集成控制器;可以相互通迅负载均衡联动运行;泵和变频系统、传感器互为备用;恒压供水, 低噪音,高效率;全自动无人值守、定制化设计;大、中、小水泵匹配设计,交替运行控制。

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  数字集成全变频控制自来水加压泵站

  6、临时(应急)供水系统

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  单台水泵配置有数字集成变频控制器即组成为一个独立的增压供水系统,只需接通电源,即可全自动投入运行,满足临时(应急)供水的需要,也可以将多台独立的泵系统通过CAN总线组合为一个大系统,实现多台临时(应急)供水泵系统联动控制运行。可以实现恒压供水, 变压变流量供水,变频控制器与水泵电机防护等级一致IP55。

  实践与应用

  沈月生介绍了该技术在实际案例中的实践与应用:

  1、十三五水专项——上海青浦朱溪佳苑水质提升旧改项目

  上海青浦朱溪佳苑水质提升旧改项目采用全变频的增压系统,改善水质效果显著。

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  泵房改造后

  2、城投水务集团-黄浦工春江小区-上海市高品质饮用水示范工程

  上海市高品质饮用水示范工程是城投水务集团推行的高品质饮用水示范项目,中韩杜科作为该项目的系统集成商,负责泵房设计、工程设计、产品制造等。

  沈月生介绍,该项目强调对优质饮用水水源的控制,在水箱部分,中韩杜科将低位水池改成316L,加装电磁阀和液位变送器、高位水箱,内部贴瓷砖,装电磁阀和液位变送器,可以将水箱蓄水控制在8小时以内,降低水龄,更好的保障供水安全。

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  二次供水信息化平台

 3、福州市自来水有限公司二次供水标准化泵房示范项目

  福州市自来水有限公司建设的二次供水标准化泵房项目,是中韩杜科解决方案在新建住宅建筑二次增压供水领域的应用。该泵房采用数字集成全变频系统,是行业内首座AAAAA级二次供水泵房。

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  福州自来水二次供水标准化泵房项目

  4、中国地质大学武汉校区旧改项目(节水、节能应用实例)

  在旧改领域,数字变频设备除了安全节能,在节水方面也具备优势。沈月生介绍了中国地质大学武汉校区旧改项目,改造后数据显示,漏损率降低13.7%,运行电耗降低36%,在节水节能方面取得了很好的成效。

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  中国地质大学武汉校区旧改项目

  5、数字集成全变频控制自来水加压泵站——广东佛山眉樵河泵站

  广东佛山眉樵河泵站是数字变频系统在区域给水泵站当中的应用。该泵站日供水量15万吨/日,水泵阶梯式设计,满足不同供水负荷期间的运行要求,实现运行负载与实际需求相匹配。

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  广东佛山眉樵河泵站

  沈月生表示,目前在技术规范标准体系方面,国家围绕数字集成全变频控制技术颁布了工程标准、国家标准图集、国家标准等。同时很多省市标准也将数字集成全变频控制供水技术引入,并作为地方二次供水建设标准的要求之一,同时,也有一些城市的水务集团内部的企业标准也将数字集成全变频控制技术采纳引用,作为其水务内部二次供水建设的技术标准要求。

  当传统水泵在制造工艺和材料技术领域已经很难找到技术突破的当下,数字集成全变频控制技术将为二次供水技术的变革之路打开一扇大门。

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