靳红波

摘 要：对生产供水系统的恒压技术改造，保证了生产供水压力的稳定，减少了全厂生产的影响。本文通过对内蒙古伊泰没有公司的供水系统进行分析，并就其存在的问题进行恒压技术改造，有效提升水泵工作效率，并降低能耗，提高经济性，现实意义巨大。

关键词：供水系统 恒压技术 变频器控制

中图分类号：P624文献标识码：A文章编号：1003-9082（2019）04-0-01

一、生产供水系统概述

内蒙古伊泰煤制油有限责任公司16万吨项目的生产供水系统原设计由三台大功率水泵组成，三台132KW电机驱动水泵向全厂生产供水，电机启动方式采用直接工频启动，完全由操作人员手动控制水泵的启停，通常情况下为两开一备工频运行，管网的压力由操作人员手动操作出口阀门的开度来控制。由于化工生产中对用水量的需求不稳定，所以容易造成生产供水管网的压力不稳定，因此需要操作人员频繁调整出口阀门的开度来调节生产供水管网的压力，劳动强度较大，而且容易造成生产供水压力不稳定，且水泵电机长期在工频运行电能损耗较大。

二、存在的问题

人工手动调节管网压力，反应速度慢，调节精度不高，使生产供水压力不稳定对正常生产造成影响;根据运行经验发现单机运行不能满足用水需要，两台水泵电机工频运行又存在余量，能耗较高;整个生产供水系统自动化程度较低，操作人员劳动强度大。

三、恒压供水技术改造

采用先进的变頻调速技术和PLC控制技术对原有生产供水系统进行恒压供水技术改造，解决以下问题：通过技术改造来解决本厂在生产供水过程中不稳定问题;选择采用变频调速方式来实现在生产过程中的供水压力稳定;采用自动控制方式来实现生产供水的压力稳定，提高自动化水平。

利用变频技术来实现恒压供水在当今的生产生活中已非常成熟，应用广泛，以变频器为核心结合PLC组成的控制系统也越来越先进和可靠。国外的恒压供水系统设计多采用一台变频器带一台水泵机组的方式，而国内的恒压供水系统设计有很多采用一台变频器带多台水泵机组的方式，这样很明显的降低了设备投资成本。以前，国外公司的变频器产品几乎占据了国内大部分市场，如ABB、西门子、丹佛斯等品牌的产品。近几年随着国内电气行业的快速发展，通用变频器的设计、研发、制造能力不断提高，产品质量也不断提高，很多产品已能够满足不同行业的需要。

1.恒压供水原理及控制方式

恒压供水是用户的生产工艺与设备运行的需求，因为在欠压、失压或超压供水状态下生产要破坏系统正常和稳定状态，在一定程度上制约了生产，现代煤化工生产的特点就是连续性、稳定性，而生产系统的不稳定将给企业生产带来巨大的经济损失。所以恒压供水简单地说是对供水系统供水压力进行控制，满足企业的供水需求，在某个特定时段内，恒压控制的目标就是使出口总管网的实际供水压力维持在设定的供水压力上。而在实际供水系统中，管道中水的流量和压力都是动态的，在管道中，水压的大小与供水能力（供水流量QG）和用水需求（用水流量QY）之间存在着下面的动态关系：

供水能力QG>用水需求QY时，供水管道内供水压力P上升，

供水能力QG<用水需求QY时，供水管道内供水压力P下降，

供水能力QG=用水需求QY时，供水管道内供水压力P恒定。

可见，保持压力的恒定，也就保证了供水能力和用水流量之间的平衡，恰到好处地满足了企业的生产要求，达到了恒压供水的目标。

2.变频器控制恒压供水改造

2.1控制系统说明

本系统是选用先进的西门子PLC和台达变频器作为控制核心，控制技术先进，功能完善，完全能够满足恒压供水的特殊要求。

控制系统使用的主要设备：

西门子可编程控制器S7—200

台达变频器VFD—F

Hitech全中文触摸屏 PWS6600

西门子S7—200可编程控制器采用组合模块式结构，适用性强，软硬件设计先进，性能可靠，功能强大。该型号控制器使用高品质电子元件制造，硬件体积小，重量轻，易维护，抗干扰能力强，可以在恶劣环境下稳定工作，大大减少了维修维护量。

PWS6600人机界面也称作智慧型触摸屏，能够实现按钮开关功能，参数设定功能及画面显示和信息查询等多种功能。该界面完全采用中文字幕，直观醒目，操作方法简单易学，生动的图形文字使使用者对系统工作状况、操作方法一目了然。

该系统由PLC接收系统的各种信息，通过内部的CPU和软继电器来实现系统的智能控制，不仅能够适应系统复杂的控制要求，而且具有很高的可靠性，配合高质量的传感器可实现完全的无人值守。利用变频器配合PLC不仅可实现水泵电机的软启动，合理利用电源容量，减小启动过程中电流的冲击，延长电机使用寿命。

2.2系统功能简介

本系统采用PLC和变频器对生产水泵进行控制，实现了多台泵的智能化运行，主要控制功能如下：

第一，在参数设置窗口有一个选择按钮可以选择生产供水或不选择生产供水。若选择了生产供水，3台泵24小时自动轮换工作，维持管网压力在生产压力设定值，故障泵自动切除并报警，此时系统没有自动巡检功能。若不选择生产供水，泵不运行，到达巡检设定时间时自动巡检，每台泵自动轮换运行2分钟，期间回流阀打开卸压。

第二，控制系统设有自动控制和手动控制的转换开关，1#柜的手自动转换开关实现整个系统的手自动转换，2#、3#柜的手自动转换开关分别实现2#、3#泵的手自动转换。当自动系统发生任何故障或需要调试水泵时，可手动控制各泵的运行。

第三，当工作主泵不能满足压力需求时自动投入备用泵，当压力过高时自动切除多余泵。

第四，具有与集控室通信的功能，可将系统运行信息及时反馈至控制室。

第五，界面上对泵的运行及故障具有自动显示、自行诊断、自动记录功能。使用者可随时查看生产水泵运行记录及故障记录。

四、结束语

生产供水系统恒压技术改造的完成使我厂的生产供水系统自动化水平大大提高，为连续进行的化工生产提供了可靠的供水保障。与此同时水泵电机的变频运行不仅实现了电机的“软启动”而且在满足供水压力的同时节约了大量的电能，为我厂的节能降耗工作做出了贡献。