给排水及自控系统专题讲座

给排水及自控系统专题讲座给排水及自控系统专题讲座zhangshaojun一.高层建筑分区供水的自动控制适用范围：各类高层建筑生活用水分区供水自动控制，水压不够的旧楼房供水自动控制改造，高层用户水压不够的住宅楼。特点：高层建筑中，低层用户靠自来水供应用水，高层用户依靠水泵供水，水箱体积较小，水泵流量也不需要选用很大，分层供水的方式可以减少供水设备的投资，减少能源的消耗。城市自来水厂的一次供水水压虽然不能满足高层用户的用水要求，但可以满足某些低层用户的用水压力。所以，对自来水厂的一次供水压力加以充分利用，从节约能源的角度来说具有很大的意义。高层建筑分层供水自动控制就是一种比较经济的的供水方式。其工作过程如图5所示：低层用户是自来水厂一次供水压力能达到的楼层，由自来水管网供应用水；高层用户是除低层用户之外的所有用户，由水泵二次加压供应用水。水泵的启动和停止由置于低位水箱内的电极1、2和高位水箱内的电极3、4同时监测水位的高低来控制。二.高层建筑分区供水的自动控制(2)如图6所示：若在高层用户和低层用户供水立管之间安装一电磁阀，在自来水管网上装一电接点压力表，当自来水管网中水压不够供应一部分低区用户的用水，电接点压力表将压力信号传给控制系统，从而开启电磁阀，由高区向低区补充用户用水，当自来水管网中压力达到低区最低供水压力时，控制系统自动关闭电磁阀，减少自来水压的浪费。而且，当自来水厂紧急停水时，控制系统也可开启电磁阀，将高位水箱中的储存水量供应给低区用户。若用户将电磁阀换为手动阀，当然也可以由人工操作实现上述功能。三楼顶水箱供水自动控制•适用范围：各类工业和民用建筑的楼顶水箱的自动供水，企事业单位的水塔自动供水，小区的水塔集中供水，空调、热水循环、锅炉的自动补水。•特点：楼顶水箱供水的自动控制可分为两种情况，没有地面蓄水池的楼顶水箱供水的自动控制和有地面蓄水池的楼顶水箱供水的自动控制。设备同时监测楼顶水箱和蓄水池（或水泵进水管道的水压）的水位情况，根据液位的高低（或水压的高低）自动启闭水泵向水箱供水，保持用户的不定时用水。1、无地面蓄水池的楼顶水箱供水自动控制某些用户虽建有楼顶高位水箱，却因某些原因没有地面蓄水池；或没有地面蓄水池的老楼房因水压不足需要改造，可采用下面的方案，使设备直接控制安装在市政管网上的管道泵，实现水泵的自动供水，工作过程如图2所示：当高位水箱内水位低于下电极4时，控制系统自动开泵并检查管道泵出口压力表压力是否大于PH（此压力值决定于用户楼层高度），若压力值大于PH则继续供水，否则控制系统判断自来水管网供水流量不足，水泵将停止运行。其中PL是为防止水泵运行中自来水管网断水设置的保护压力值，若水泵运行过程中出水水压低于此压力值，控制系统也会关闭水泵，以免水泵空抽；若水箱水位上升至上电极3时，控制系统停泵。若用水低峰时，自来水管网的水压较高，自来水可直接进入楼顶水箱，这时水泵不需要运行，可以节省能源。五楼顶水箱供水自动控制(2)如图3所示，水泵的出水直接供用户使用，多余的水量才进入楼顶水箱里，这样楼顶水箱的容积可以大大减小，同时也可省掉一套上水立管；而且自来水管网的水压较高时自来水也可直接进入楼顶水箱，所以整套自动供水系统比较经济，也比较节省能源。是多数用户首选的一种供水方案。此种供水方式直接从市政管网泵水，可能影响同一管网附近其它用户的供水压力，因此可在自控系统中加入自动定时段控制的功能，将供水的时间（及水泵运行的时间段）设置在其他用户用水的低峰期（如夜晚），同时应征得有关主管部门的许可。当用户的水泵为两台时，可采用双水泵自动轮换的工作方式或一主一备的工作方式（即主泵故障时备用泵自动投入）。自动轮换工作原理：水泵正常工作时，只有一台泵工作，当水泵正常停机时，控制系统将控制目标自动转换到另一台水泵，为下次另一台水泵的启动做好准备。这样有利于均衡各台水泵的工作时间，防止水泵长期不运转而导致转子的“卡死”现象。自动投入工作原理：当主泵运行中出现故障时，备用泵自动投入运行，同时强行切断故障水泵的电源并报警，提醒用户的注意。这种工作方式在用户水泵房无人值班的情况下，主泵出现故障时系统自动切换到备用水泵运行，可尽量减小因水泵故障导致的其它损失。2、有地面蓄水池的楼顶水箱供水自动控制此种供水方式适用于同时具备地面蓄水池和楼顶水箱的建筑供水自动控制。对地面蓄水池水位的监控可防止水泵抽空而导致电机水泵的损坏，同时还可以实现消防用水的联锁（即始终预留一部分消防用水以供消防专用）。工作过程如图4所示：当高位水箱水位下降到下电极4时，自控系统首先检测低位蓄水池中水位是否到达断水保护水位1，若到达则开泵抽水，直至高位水箱水位上升到上电极3时停泵，否则控制系统不会启动水泵。如水泵运行中低位蓄水池水位下降到断水.四.楼顶水箱供水自动控制(3)若用户地面蓄水池中需要预留一定水量以供消防专用，则可将断水保护电极和断水保护延时电极同时上调，断水保护延时电极2以下贮水即为消防预留水位（即消防联锁水位）。五.消防水箱供水自动控制•适用范围：水箱式消防栓供水系统，消防生活共用水箱供水系统.•特点：消防栓直接由水箱供水，消防栓出水压力就是水箱的静止压力；生活、消防共用楼顶水箱，经济实用。•如图15，工作原理和双水箱生活供水相同,但因为消防水量比较大，所以控制设备除由水箱的水位来控制水泵的开停外，同时还由消防栓内的消防按钮来启动水泵的开停，以保证消防用水量的充足与及时。六.多级泵站供水自动控制•适用范围：需要多组水泵联合供水的用户，水源与水箱的绝对高度较大的供水用户，较高层建筑的分层分区供水。特点：由于水泵扬程的限制或其它原因，用户需要设置二级或更多泵站，分级对最高位水箱进行接力供水，自动控制设备必须对多级泵站联合控制。•工作原理如图14所示：一级泵站将水源的水送往二级泵站蓄水池，再由二级泵站将蓄水池的水送往更高一级泵站，各级泵站联合工作，将水源的水一级一级送往最高位水箱。其中每级泵站的蓄水池均设有水泵的断水保护电极，保护每级泵站的工作水泵不会抽空；同时，每级泵站的高位水箱(即上一级泵站的蓄水池)均设有水满停机电极，保证各个水箱不会溢水。自动控制设备分别根据各个泵站蓄水池和水箱的水位分别开启和关闭水泵，实现整个供水系统的全自动控制。七.多水箱联控供水自动控制•适用范围：用户建筑主体分散，不同的建筑主体的楼顶水箱高低、大小、距离远近均不相同，或即使各水箱大小、高度相同，但各水箱之间没有连通且日平均用水量均不一样。但建筑小区的统一供水、企事业单位建筑群的统一供水。•特点：只需一套供水设备，通过一根总管供应多栋楼房的多个水箱，要求同时监测并控制几个甚至多达几十个不同水箱的水位，及时为缺水水箱自动供水。设备一次投入资金少，管理维护简单，水、电资源浪费大大减少。•多水箱联控供水可分为两种方式：第一种控制方式依靠各个水箱内的浮球阀在水满时关闭进水，水泵房内无法判断缺水水箱的位置和个数；第二种控制方式依靠装在各个水箱进水立管上的电磁阀进水，水泵房内可以明确指示各个水箱的水位情况。•第一种工作方式如图12所示：任意一水箱的水位下降至低水位电极时，自控系统开始供水，•因所有水箱的进水口都装在浮球阀，所以水流只往缺水水箱流入，待所有水箱水位均上升至高水位电极时，自控系统关泵停止向水箱供水。•如图13，若在每个水箱的上水支管上装一个电磁阀，并由自控系统统一控制，则水箱内不需要浮球阀。这时，任意一个水箱缺水，控制柜只启动水泵和相应的电磁阀，即水泵只对缺水的水箱单独供水，且设备可指示任意一个水箱的水位情况。这也是一种比八.变频恒压供水（1）•8.1.简介•LT-GHS、LT-GHX、LT-GHG系列全自动变频恒压供水设备系运用当今最先进的微电脑控制技术，将变频调速器与电机水泵组合而成的机电一体化高科技节能供水装置。•该设备以水泵出水端水压(或用户用水流量)为设定参数，通过微机自动控制变频器的输出频率从而调节水泵电机的转速，实现用户管网水压的闭环调节,使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率提高，水泵转速加快；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢。这样就保证了整个用户管网随时都有充足的水压(与用户设定的压力一致)和水量(随用户的用水情况变化而变化)。8.2.适用范围各类自来水厂及其二次转压泵站，城镇生活小区，高层建筑群，工矿企业生产用水，机关学校生活用水，宾馆热水采暖稳压，空调循环冷却水恒温，锅炉恒压供水，园林自动喷灌，广场音乐喷泉，油港、油库输油加压等。8.3.主要特点1)结构紧凑，安装便捷。省去高位水箱，气压水罐，节省投资，节能30~50％。•2)全自动运行无人值守，面板显示设备各种工作状态,各种故障，键盘操作可按用户要求实现各种方式调节和控制。•3)恒压供水，对泵组能可靠实现软启,调速运行并在必要时投向工频。•4)故障自检、自显、报警功能。•5)保护功能齐全,如低位水池缺水自动停机，水位恢复时自动起机功能。缺相、过压、欠压、过载、短路等电机综合保护功能。停电后复电时自动启动功能。小流量自动停机功能。•6)其他可设功能：０~24小时内可任意设置定时轮换或开机关机；辅助小泵及辅助8.5.系统组成及工作原理GH系列全自动变频恒压供水设备是一种用微机控制的变频调速供水设备。具有变量供水时控制水泵的出口压力为恒压或变压的基本功能。本设备通过安装在水泵出口管道上的远传压力表，将压力信号转换成标准电信号输入微机，经比较运算等处理后得到最佳控制参数，控制变频器和接触器组从而控制水泵机组的转速和台数，达到改善供水工况和节能之目的。系统基本组成(以三台泵为例)及工作原理见图1，控制方式见图2。8.5.1.GHS型(生活专用)变频供水设备该设备主要由水泵机组、测压稳压罐、压力传感器、变频控制柜等组成，能始终维1.与市政管网并网恒压供水，在供水压力可满足需要时，自动停运全部水泵。否则，恒压供水设备起动，增大压力满足用水要求。2．附加小泵或气压罐为完全消除小流量或零流量供水电耗，可增加辅助小泵或辅助气压罐，当供水压力低时，自动停运主泵，使小泵或气压罐运行。系统图（以三台泵为例）见图3设备规格型号见表18.5.2.GHG型(生活与消用)变频恒压供水设备该设备与GHS生活专用型设备相比，基本组成相同，不同的是：具有两个恒压值，高低压差0.1~0.25Mpa内任意设定。平时低恒压运行满足生活供水要求，发生火灾自动转入高恒压，同时关闭电磁阀，只对消防管路供水达到消防供水要求。该系统要求泵组选择能够满足消防要求。系统图（以三台主泵为例）见图4生活消防共用供水设备规格型号见表2。8.5.3.GHX型消防专用恒压供水设备GHX型消防恒压供水设备系采用智能控制器或可编程控制器（PLC）对变频泵组、稳压泵进行控制。GHX型消防供水设备可接受消火栓火警信号、水流指示信号、消防控制中心指挥信号、水喷淋报警阀信号、消防水箱液位信号、压力开关信号等各种信号来自动起动消防水泵，并由水压反馈信号来决定投运水泵的时间和台数，以满足消防供水的需要。该系统平时由稳压泵（或消防稳压系统）维持系统压力，使管网始终处于消防所需的工作压力；当火警时，稳压泵不能维持设定压力而降至某压力值时，自动起动一台消防泵，如压力继续下降，再起动第二台泵，其中任一台泵有故障，备用泵自动投入运行。系统图（以二台主泵为例）见图5.高低水箱联合供水•自来水通过低水箱、泵房送至屋顶高水箱，再由屋顶高水箱重力供水。是较早使用的一种传统增压方式，也是上海等大城市主要采用的供水方式之一。•优点：•1、水池水箱有储蓄水量，在发生爆管和水质污染事故等导致停水时，能够保证一定时间的用水量，确保居民生活不受或少受事故影响。•2、定速水泵将水池水送入水箱时，可以确保水泵在额定工况下运行，具有最高的运行效率，配水单位电耗低。•缺点：•1、二次污染严重，特别是在春夏季，由于气温适宜水箱里容易滋生红虫。•2、管网压力水跌入水池，没有利用原有压力，有一定的能量损失。•3、水箱每年必须洗两次以上，清洗工作比较烦琐，浪费水源，清洗水箱也是一笔不小的费用。•例如：天山支路1