靳紅波

摘 要：對(duì)生產(chǎn)供水系統(tǒng)的恒壓技術(shù)改造，保證了生產(chǎn)供水壓力的穩(wěn)定，減少了全廠生產(chǎn)的影響。本文通過對(duì)內(nèi)蒙古伊泰沒有公司的供水系統(tǒng)進(jìn)行分析，并就其存在的問題進(jìn)行恒壓技術(shù)改造，有效提升水泵工作效率，并降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)實(shí)意義巨大。

關(guān)鍵詞：供水系統(tǒng) 恒壓技術(shù) 變頻器控制

中圖分類號(hào)：P624文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-9082（2019）04-0-01

一、生產(chǎn)供水系統(tǒng)概述

內(nèi)蒙古伊泰煤制油有限責(zé)任公司16萬噸項(xiàng)目的生產(chǎn)供水系統(tǒng)原設(shè)計(jì)由三臺(tái)大功率水泵組成，三臺(tái)132KW電機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵向全廠生產(chǎn)供水，電機(jī)啟動(dòng)方式采用直接工頻啟動(dòng)，完全由操作人員手動(dòng)控制水泵的啟停，通常情況下為兩開一備工頻運(yùn)行，管網(wǎng)的壓力由操作人員手動(dòng)操作出口閥門的開度來控制。由于化工生產(chǎn)中對(duì)用水量的需求不穩(wěn)定，所以容易造成生產(chǎn)供水管網(wǎng)的壓力不穩(wěn)定，因此需要操作人員頻繁調(diào)整出口閥門的開度來調(diào)節(jié)生產(chǎn)供水管網(wǎng)的壓力，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，而且容易造成生產(chǎn)供水壓力不穩(wěn)定，且水泵電機(jī)長(zhǎng)期在工頻運(yùn)行電能損耗較大。

二、存在的問題

人工手動(dòng)調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力，反應(yīng)速度慢，調(diào)節(jié)精度不高，使生產(chǎn)供水壓力不穩(wěn)定對(duì)正常生產(chǎn)造成影響;根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單機(jī)運(yùn)行不能滿足用水需要，兩臺(tái)水泵電機(jī)工頻運(yùn)行又存在余量，能耗較高;整個(gè)生產(chǎn)供水系統(tǒng)自動(dòng)化程度較低，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。

三、恒壓供水技術(shù)改造

采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)和PLC控制技術(shù)對(duì)原有生產(chǎn)供水系統(tǒng)進(jìn)行恒壓供水技術(shù)改造，解決以下問題：通過技術(shù)改造來解決本廠在生產(chǎn)供水過程中不穩(wěn)定問題;選擇采用變頻調(diào)速方式來實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)過程中的供水壓力穩(wěn)定;采用自動(dòng)控制方式來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)供水的壓力穩(wěn)定，提高自動(dòng)化水平。

利用變頻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)恒壓供水在當(dāng)今的生產(chǎn)生活中已非常成熟，應(yīng)用廣泛，以變頻器為核心結(jié)合PLC組成的控制系統(tǒng)也越來越先進(jìn)和可靠。國(guó)外的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)多采用一臺(tái)變頻器帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式，而國(guó)內(nèi)的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很多采用一臺(tái)變頻器帶多臺(tái)水泵機(jī)組的方式，這樣很明顯的降低了設(shè)備投資成本。以前，國(guó)外公司的變頻器產(chǎn)品幾乎占據(jù)了國(guó)內(nèi)大部分市場(chǎng)，如ABB、西門子、丹佛斯等品牌的產(chǎn)品。近幾年隨著國(guó)內(nèi)電氣行業(yè)的快速發(fā)展，通用變頻器的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造能力不斷提高，產(chǎn)品質(zhì)量也不斷提高，很多產(chǎn)品已能夠滿足不同行業(yè)的需要。

1.恒壓供水原理及控制方式

恒壓供水是用戶的生產(chǎn)工藝與設(shè)備運(yùn)行的需求，因?yàn)樵谇穳?、失壓或超壓供水狀態(tài)下生產(chǎn)要破壞系統(tǒng)正常和穩(wěn)定狀態(tài)，在一定程度上制約了生產(chǎn)，現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)的特點(diǎn)就是連續(xù)性、穩(wěn)定性，而生產(chǎn)系統(tǒng)的不穩(wěn)定將給企業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以恒壓供水簡(jiǎn)單地說是對(duì)供水系統(tǒng)供水壓力進(jìn)行控制，滿足企業(yè)的供水需求，在某個(gè)特定時(shí)段內(nèi)，恒壓控制的目標(biāo)就是使出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力維持在設(shè)定的供水壓力上。而在實(shí)際供水系統(tǒng)中，管道中水的流量和壓力都是動(dòng)態(tài)的，在管道中，水壓的大小與供水能力（供水流量QG）和用水需求（用水流量QY）之間存在著下面的動(dòng)態(tài)關(guān)系：

供水能力QG>用水需求QY時(shí)，供水管道內(nèi)供水壓力P上升，

供水能力QG<用水需求QY時(shí)，供水管道內(nèi)供水壓力P下降，

供水能力QG=用水需求QY時(shí)，供水管道內(nèi)供水壓力P恒定。

可見，保持壓力的恒定，也就保證了供水能力和用水流量之間的平衡，恰到好處地滿足了企業(yè)的生產(chǎn)要求，達(dá)到了恒壓供水的目標(biāo)。

2.變頻器控制恒壓供水改造

2.1控制系統(tǒng)說明

本系統(tǒng)是選用先進(jìn)的西門子PLC和臺(tái)達(dá)變頻器作為控制核心，控制技術(shù)先進(jìn)，功能完善，完全能夠滿足恒壓供水的特殊要求。

控制系統(tǒng)使用的主要設(shè)備：

西門子可編程控制器S7—200

臺(tái)達(dá)變頻器VFD—F

Hitech全中文觸摸屏 PWS6600

西門子S7—200可編程控制器采用組合模塊式結(jié)構(gòu)，適用性強(qiáng)，軟硬件設(shè)計(jì)先進(jìn)，性能可靠，功能強(qiáng)大。該型號(hào)控制器使用高品質(zhì)電子元件制造，硬件體積小，重量輕，易維護(hù)，抗干擾能力強(qiáng)，可以在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作，大大減少了維修維護(hù)量。

PWS6600人機(jī)界面也稱作智慧型觸摸屏，能夠?qū)崿F(xiàn)按鈕開關(guān)功能，參數(shù)設(shè)定功能及畫面顯示和信息查詢等多種功能。該界面完全采用中文字幕，直觀醒目，操作方法簡(jiǎn)單易學(xué)，生動(dòng)的圖形文字使使用者對(duì)系統(tǒng)工作狀況、操作方法一目了然。

該系統(tǒng)由PLC接收系統(tǒng)的各種信息，通過內(nèi)部的CPU和軟繼電器來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制，不僅能夠適應(yīng)系統(tǒng)復(fù)雜的控制要求，而且具有很高的可靠性，配合高質(zhì)量的傳感器可實(shí)現(xiàn)完全的無人值守。利用變頻器配合PLC不僅可實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)，合理利用電源容量，減小啟動(dòng)過程中電流的沖擊，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。

2.2系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)采用PLC和變頻器對(duì)生產(chǎn)水泵進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)泵的智能化運(yùn)行，主要控制功能如下：

第一，在參數(shù)設(shè)置窗口有一個(gè)選擇按鈕可以選擇生產(chǎn)供水或不選擇生產(chǎn)供水。若選擇了生產(chǎn)供水，3臺(tái)泵24小時(shí)自動(dòng)輪換工作，維持管網(wǎng)壓力在生產(chǎn)壓力設(shè)定值，故障泵自動(dòng)切除并報(bào)警，此時(shí)系統(tǒng)沒有自動(dòng)巡檢功能。若不選擇生產(chǎn)供水，泵不運(yùn)行，到達(dá)巡檢設(shè)定時(shí)間時(shí)自動(dòng)巡檢，每臺(tái)泵自動(dòng)輪換運(yùn)行2分鐘，期間回流閥打開卸壓。

第二，控制系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制的轉(zhuǎn)換開關(guān)，1#柜的手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的手自動(dòng)轉(zhuǎn)換，2#、3#柜的手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)分別實(shí)現(xiàn)2#、3#泵的手自動(dòng)轉(zhuǎn)換。當(dāng)自動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生任何故障或需要調(diào)試水泵時(shí)，可手動(dòng)控制各泵的運(yùn)行。

第三，當(dāng)工作主泵不能滿足壓力需求時(shí)自動(dòng)投入備用泵，當(dāng)壓力過高時(shí)自動(dòng)切除多余泵。

第四，具有與集控室通信的功能，可將系統(tǒng)運(yùn)行信息及時(shí)反饋至控制室。

第五，界面上對(duì)泵的運(yùn)行及故障具有自動(dòng)顯示、自行診斷、自動(dòng)記錄功能。使用者可隨時(shí)查看生產(chǎn)水泵運(yùn)行記錄及故障記錄。

四、結(jié)束語

生產(chǎn)供水系統(tǒng)恒壓技術(shù)改造的完成使我廠的生產(chǎn)供水系統(tǒng)自動(dòng)化水平大大提高，為連續(xù)進(jìn)行的化工生產(chǎn)提供了可靠的供水保障。與此同時(shí)水泵電機(jī)的變頻運(yùn)行不僅實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的“軟啟動(dòng)”而且在滿足供水壓力的同時(shí)節(jié)約了大量的電能，為我廠的節(jié)能降耗工作做出了貢獻(xiàn)。