[浅谈变频恒压供水系统的设计误区] 变频恒压供水

　　传统的供水模式采用楼顶水池和水泵联合供水，存在水质容易受到污染、供水不安全、能耗过大等缺点。变频恒压供水系统直接提升供水，因其卫生、安全可靠、设备占地少、性能稳定、能耗低等优点在单位和小区等地方得到了广泛应用。
　　一、故障现象
　　2010年1月，笔者接到某单位的邀请检查其单位的变频恒压供水系统，因为在一个多月的时间里先后损坏了两台水泵的叶轮，导致供水不正常。使用者反映，自2009年下半年以来，水泵增压的加速时间过长，而且是三泵同时运行，但是水压很难升到设定值，导致水泵时刻在运转，经检查小区的管道不存在漏水问题，但又查找不到故障原因。
　　二、变频恒压供水系统的组成
　　整套系统主要由控制系统、供水系统、稳压系统三部分组成。
　　控制系统：主要采用施耐德PLC和西门子430变频器及其他附件。系统容量设计为三台水泵，其中一台为变频泵，其他两台为工频泵，正常状态下首先起动变频泵，运行一定时间后当水压达不到设定值时，再执行加泵指令，工频泵投入运行供水。
　　供水系统：主要采用三台轻型立式离心泵进行供水。水泵的扬程为64米，电机额定电流为11.5A，功率为5.5kW。叶轮采用不锈钢材料，保证了水质不受二次污染。
　　稳压系统：采用意大利齐尔美特贮压罐（容量为50L）进行稳压。罐内的气囊随着水压的大小进行收缩和伸张。供水系统的压力表和压力传感器安装在贮压罐的顶部，见图1。
　　三、检修过程
　　经过对整个系统的粗略检查未发现问题，而压力表的压力读数（0.5MP）和控制柜供水调节器（CPS-21F）显示的读数相符，说明压力传感器及数据采集电路正常。初步认定是稳压系统出现了故障，便将检修重点集中到稳压系统上。经过检查，水阀及其他附件正常，开始对贮压罐进行检查。在贮压罐充气阀接上气压表，表计显示罐内的氮气压力正常，没有流失,同时也说明了罐内的气囊没有破裂。接着进行了下一步的检查，停泵拆下压力表后发现压力表接口没有水喷出来，这种情况则说明故障点找到了，因为压力表测量的是管道里水的压力，没水喷出来就说明了罐内有堵塞。为了进一步证实贮压罐是否损坏，将整个贮压罐拆出来，检查发现贮压罐里面有积水但是没能流出来，根据厂家提供的资料分析，更进一步证实了是贮压罐损坏。
　　四、故障分析
　　故障点找出来了，整个系统损坏的原因就很容易分析出来了。当贮压罐内部的气囊堵塞后，管道里水的压力无法有效及时到达压力表处，两表压力相符很容易给人误导，认为压力正常而不去考虑贮压罐故障。在贮压罐顶部的压力表和压力传感器得到的是错误的压力数据，压力传感器的模拟量数据经控制柜内的PLC进行模数转换并比较后控制变频泵运行，变频泵运行一段时间后由于压力迟迟达不到设定值，PLC经过分析比较后认定压力过低执行了加泵指令，控制两台工频水泵先后投入运行，压力表错误的数据导致水泵长时间运行，使用寿命大幅缩短。经过水泵长时间的运行后，在压力的作用下，压力表数值仍能很缓慢地上升，在压力表和调节器显示的压力与管道实际的压力有着一定的差距。
　　五、维修与改造
　　在新贮压罐和水泵到来并安装结束后，为了避免再次出现因贮压罐不正常而导致水泵损坏的情况，我们分析了本系统的原理和数据后，决定将压力表和压力传感器装在水泵出水口的主管道上，这样控制系统直接采集主管道内的供水压力，新贮压罐同样起到稳压的作用。即使贮压罐再次损坏，也不影响控制柜的PLC正确采集管道供水压力的数据，PLC根据分析数据来保持管道的压力恒定不变。安装结束后进行了试机，用变频泵轻载运行即可满足整个小区的用水，供水压力稳定在0.6MP的设定值不变，两台工频泵处于备用状态。系统修复并改造成功（见图2和图3），至今运行已近一年，设备仍处于正常状态。
　　（作者单位：广西玉林高级技工学校）