KQF选型与控制难点

附录1：叠压供水设备控制难点分析（产品差异化分析）
叠压供水2大基本问题（解决问题的不同方法是产品差异化的根源）：
（1）为解决调节缓冲（防止过度抽吸）产生了各种不同结构原理的设备，分为3类，注意控制上是不能解决此问题的，所谓“根本不产生负压”各种“最新
防负压技术”，试图用控制技术解决过度抽吸问题，均是“限流供水”以牺牲
供水为代价的。

（2）为解决大范围变工况运行带来的一系列问题，可采用各种智能控制技术措施，可归结为双压力控制：不仅包括出口压力，以下问题还涉及进口压力：禁抽
压力降级运行与报警保护、根据入口压力防止高速过载、入口压力对加泵、
减泵判断的影响等，所有这些大范围变工况问题解决办法均涉及入口压力，
笼统称为双压力控制问题，完善解决这些问题不易，因为入口压力在不断的
变化中。

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（3）叠压供水设备控制系统的复杂性，还在于设备种类多3类，不同类型设备具体运行方式不同，需要针对不同之设计采用不同的控制对策。

总之控制系统设计（程序）难点如下：
一、WFY产品控制难点（与传统设备比较）
1、加泵控制的判断：传统设备按“压力低”信号延时确认作为加泵判断，WFY产
品也如此做加泵判断，则当进口压力较高时，有可能造成过载运行。

2、减泵控制的判断：传统设备按“频率低”信号延时确认作为减泵判断，WFY产
品当进口压力较高时，“频率低”并不能代表运行泵不出力，因而不能以简单的
“频率低”信号做减泵判断。

3、如何防止WFY产品水泵过载运行：水泵大范围变工况运行是一难点。

解决该
问题的措施也可解决加泵判断方法问题。

4、双压力控制要点：出口压力控制需要解决自动变压（末端恒压）控制问题、过
度过程问题。

入口压力控制除了需解决前述1、2、3问题，还需要解决如何降
压（降频）限流量运行、限到何种程度、如何自动完成。

5、单变频与全变频的不同：为解决前述问题，WFY产品必然会有单变频与全变频
问题，单变频主要靠设计选型适当、避免大范围变工况运行（引入智能措施只
能解决变频泵问题，不能解决工频泵问题，反而带来新问题）从而不产生前述
问题。

全变频时必须解决前述问题，从而适应性更强。

6、其它特殊问题？
二、KQF产品控制难点
叠压设备分3类，最简单是WFY，只涉及大范围变工况问题（双压力控制问题），不用考虑调节容积问题（该问题直接影响设备配置运行方式），KQF产品、KQT产品难点多于WFY，因为需要解决2类基本问题。

第一类：WFY产品控制难点同时也是KQF产品控制难点，KQF产品还有更多的控制难点第二类：除了第一类难点还由于有其设备选型、配置的不同，造成设备的运行方式不同、需要不同的控制程序。

●KQF设备水泵配置要点说明：
（1）采用部分叠压配置（直接影响运行方式）：既设备中部分泵固定以水箱为水源，部分泵直接以市政管网为水源，该设备管路简单，不增加成本完全靠自动控制实现2路水源的自动切换，只要根据需要启动不同的水泵运行，自然会切换不同的水源，从而实现对市政供水的调节补偿。

（2）配泵扬程选择：2种泵扬程选择不同（不影响运行控制），直接增压泵扬程计算应减去可利用管网压力；水箱增压泵扬程计算时进水压力按0考虑。

（3）配泵流量选择（直接影响运行方式）：按不同地区的管理要求可以有不同的流量选配办法，例一：叠压增压泵流量可按管理部门批准的使用规模选取；其余流量作为设备的调节水量，由水箱增压泵提供。

例二：叠压增压泵流量按设计流量的一定比例选择，其余流量作为设备的调节水量，由水箱增压泵提供。

（4）备用泵考虑（直接影响运行方式）：1用1备时可实现2泵互为备用同时也是2路水源互为备用；2用1备时，备用泵即可作为叠压增压泵也可作为中转增压泵，如市政水源比较可靠则备用泵一般应考虑配置为叠压泵；3用1备时一般两两配置基本能作到互为备用；上述备用泵配置若不能与前述配泵流量选择相协调，还可以考虑叠压泵与水箱泵2部分各配一台备用泵。

（5）水箱容积考虑（影响参数设置）：一般可按水箱增压泵流量运行一小时设计水箱的调节水容积。

也可按不同地区的其它要求考虑水箱容积，例如按设计供水流量的一定比例运行一小时考虑水箱的调节容积；再例如可按30分钟最大小时流量考虑水箱的调节容积。

●KQF设备的应用选型要点（2种选型思路）
KQF设备选型主要解决2路水源与2种配泵如何协调、如何满足设计参数问题
1、传统思路：主要从配泵角度考虑如何满足设计要求——3要点：
选型考虑第一步：
考虑配置同规格主泵与备用泵；按传统思路先确定1用1备、或2用1备、或3用1备等。

选型考虑第二步：
做2路水源的配泵考虑，既将选定泵分配在2路不同水源上。

选型考虑第三步：（第2步可能难适应2路水源、或分配泵后对2路水源运行不经济）从节能考虑小泵2代1及小泵做备用泵；
选型考虑第四步：做备用泵考虑、可能小泵作备用泵即可
考虑不同泵的水源分配，或者说不同水源的泵配置。

2、从水源角度考虑设备（泵）配置：
（1）考虑以市政供水为主（叠压配泵可提供全部设计流量）、水箱水源为备用水源（其配泵作为备用泵考虑，也做定时运行），并以次为原则考虑主泵、备用、小泵配
置
（2）考虑以水箱水源为主（水箱配泵可提供全部设计流量），直接增压（配泵）作为备用泵，也用于在中小流量做节能运行。

（3）考虑2路水源互为补充、缺一不可（单路水源配泵不能提供所需的供水流量，备用泵一般考虑配置在更可靠的水源上，实际选型结果（水泵配置）往往与（1）
或（2）重叠一致，但运行方式不一样。

（4）考虑2路水源互为备用（2路水源配泵均可提供全部设计流量、互为备用泵），这是兼顾2者的设备配置考虑（万无一失的设计考虑），设计思路1、2、3不能
兼顾协调时，可以考虑两路水源均做备用泵考虑。

（5）从节能角度：可考虑2小泵代替1台直接增压泵或水箱增压泵，及考虑配置一台小流量泵。

（6）上述考虑配泵结果可能并非同一规格，无论如何均将直接影响运行方式。

KQF设备的应用选型（常用设备配置图及说明）
KQF 设备的运行控制说明如下：
KQF 产品是传统2次增压与新兴管网叠压供水技术的混合（复合）应用，这种复合并非简单的叠加，而是基于系统考虑的有机组合集成，它将系统的水源管理与供水管理集中统一起来，运行控制原则是：市政水源与水箱水源互为补充、互为备用、自动切换，直接增压与中转增压互为补充、互为备用、自动切换，确保供水的连续型、可靠性。

该设备较完善的解决了一般叠压供水设备无调节容积造成对市政水源过度抽吸的问题。

运行控制说明：
1、 手动操作：随时可做2
路水源的手动切换，并根据水
源条件手动操作设备中的各泵
运行。

手动操作作为调试与应
急备用操作手段。

2、 当水箱补水至一定水位
以上或市政管网压力允许直接
抽吸时，设备允许转入自动运
行状态。

否则认为水源有问题，
禁止自动运行。

3、自动运行时，按“2路水源互为补充、互为备用”的原则调度各泵运行：中小流量时启动叠压增压泵运行，大流量时单靠叠压泵供水不足再启动水箱增压泵并联运行，以水箱水源作为对市政供水的补充调节（这时可自动关闭水箱进水阀，减小对市政压力的影响）。

4、为避免过度抽吸，可任意设定“进水压力下限”作为限制和禁止抽吸压力。

为避免水箱贮水停留时间过长，可任意设定贮水循环时间，当水箱贮水停留超时，即使中小流量供水也会自动切换到水箱水源供水。

5、自动运行时，设备按照给定的控制方式变频调速恒压供水。

标准产品采用设备出口变压（自动多恒压）控制方式。

特殊订货也可采用钟控变压、模拟终端恒压、真正的终端恒压（压力传感器需安装在最不利点）等控制方式。

6、控制系统具有较高智能性，A 、采用特别的控制对策，可大大减小加减泵过度过程期间的压力冲击、有效缩短稳定时间、实现无冲击加减泵。

B 、通过变压控制可自动改变加、减泵时的流量回差，从根本上避免 “临界流量”震荡问题。

C 、实现了
2路水源的检测、报警、自动切换；实现了对水箱补水、贮水、水源切换、增压运行各环节的统一调度、合理管理。

附录2：给水设备发展方向及几个难题
给水设备发展方向：
卫生、节能、舒适、可靠、可监控。

为此以下项目。

此外低成本也是不变的课题
叠压供水设备技术问题比较多（见附录2说明），并且较为复杂，因此可以采用技术差异化作为提高产品竞争力手段。

有一些基础项目需开发解决，可作为中长期技术工作要点：
1、 开发简易流量传感器（基础部件产品）：
●供水流量、供水压力是最基本参数，压力检测简单，但长期以来流量的检测对给水设备一直是难点（成本高），对设备性能提高、对设备检修、监视控制均有不利影响，特别对叠压供水设备由于缺乏流量检测，在很多方面无法取得最佳控制设计。

是突破技术差异化的关键。

●如能获得一款廉价流量传感器，不仅影响到产品设计，更重要的是将会影响一系列行业标准和技术规范，影响供水企业的管理要求，而目前技术能力解决这一问题是完全有可能的。

●廉价流量传感器设计要求：统一标准接口、插入式安装、廉价300-500元、低精度5-10%
2、开发卫生安全的自动补气气压罐（基础部件产品）
●橡胶隔膜初期使用难以清洗；国产橡胶隔膜寿命短、更换困难、
●长期使用橡胶隔膜卫生安全隐患极大：（1）会渗析出多种有害物质，实践表明在卫生检测中难以过关，（2）相交隔膜在管路系统最易成为生物摸，滋生各种微生物。

（3）破损后难以发现，安全隐患更大。

●卫生安全型不锈钢补气气压罐关键问题是解决补充空气的净化。

3、开发可编程调节器（基础部件产品）
鉴于叠压供水设备技术上的复杂性（特别是控制复杂），见附录3说明，目前应用的调节器无法适用，又不可能去委托开发太多的专用程序，最好的办法是采用可编程调节器，使我们可以针对不同的产品配置、不同的客户要求随时采用简单梯形土图编程予以解决。

4、开发高性能供水机（整机产品、以前述部件为基础）
●高可靠：泵、阀、仪表、控制柜电器配置全部采用国际著名品牌。

●高节能：低阻力电动阀代止回阀、流量检测高效运行、自动能量优化、自动变压控制，综合采用多种节能措施。

●高安全性：采用卫生安全的自动补气罐技术。

●高舒适性：采用全变频、自动变压（末端恒压）技术、夜间无噪音
5、研究针对不锈钢水箱的深度水处理工艺：
●2次供水方式中，今后不锈钢水箱是个量大面广的产品，应作为基本课题之一。

●目标之一：定时供应直饮水、口感有明显改善
●目标之一：消毒+滤除有机物、解决长期饮用水中有机致癌物的忧虑、改善口感
●目标之一：消毒+滤除重金属
●特别针对企事业办公楼供水、特别针对别墅住宅供水、特别针对小区供水、
在20多年的专业供水设计工作中，本人经历了供水技术的不断进步和演变。

最近在与行业好友交流中，有人经常提及目前市场流行一种无负压供水设备，颇为引人注目，也引发了我的好奇心，恰巧最近的设计工程中也有众多厂家同我交流这种供水设备。

下面我就此类供水设备原理发表一下个人意见，供大家参考、讨论。

由于目前国家有关职能部门尚未对这种无负压供水设备制订和颁布有关的行业标准，因此各个厂家的设备流程原理也不尽相同、各有特色。

这里我以青岛三利为例来做一个分析和阐述。

请参照下图（1）所示，这是三利供水设备的供水流程：自来水管网水经过管路、过滤器及倒流防止器进入稳流补偿器，再经过稳流补偿器通过水泵加压到用户，其供水流程比较简单。

在同三利技术人员及业务人员交流时了解到其核心技术部分是如何消除供水过程中的负压现象，而其核心部件又在于稳流补偿器的结构和原理。

下图是其稳流补偿器的结构剖面图。

通过此图我们来分析一下其设备是如何消除负压的。

这里存在几种情况：第一，当自来水供水量大于用户用水量时，可以正常供水，不会产生负压。

第二，当用户用水高峰，自来水供水量不能满足用户用水时，稳流补偿器此时可起到短时间内补充水量的作用，由于稳流补偿器水量的减少造成补偿器水位下降就会形成真空，补偿器内就会出现负压现象，此时不采取措施，势必影响自来水管网的供水压力，造成周边自来水管网压力的紊乱，针对这种情况，其他厂家利用一种称为“真空抑制器”的部件来消除真空，（其原理在此不做详述）三利则采取罐内补气的原理来消除真空，即将稳流补偿器分为两个腔体A腔、B腔。

如图（2）所示。

其A腔内气体为制造时焊接后预留的气体，A腔预留的气体起着消除负压的作用。

当自来水供水量不能满足用户用水量时，补偿器（即B腔体）内水位下降出现真空，此时由于真空的负压作用形成虹吸现象。

A腔内的气体就会因压力差的作用而被导入到B腔内，由此达到破除真空，消除负压的作用。

当供水量足够时，随着B 腔内液位不断上升，会把腔体上端浮球顶起，于是B腔体内空气又重新被压缩回A腔体内进行贮存待用。

（见图3）上述过程即是青岛三利无负压供水设备所谓“核心技术”。

在此我有以下几点疑惑请业界朋友或三利的高级技术人员予以答复、澄清和交流。

第一，A腔内贮存气体是否存在有毒气体的可能性。

因为A腔体内的气体是通过一次性焊接后贮存的气体，腔内气体成分大部是焊接产生的烟气。

第二，A腔预存的“有毒气体”在与B腔内水接触后被水慢慢吸收、水溶。

久而久之A腔内气体会被完全水溶吸收，重新产生真空，出现无气可补的现象，一旦B腔出现真空；A腔内又无气可补，就无法实现消除真空和负压现象。

第三，当补偿器液位下降到B腔体1/3处时，设备会出现保护性停机，此时如何来保证高层用户的用水，另外由于水位的不稳定会造成水泵的频繁开启以及用户用水压力的紊乱，如何解决？
目前，国家有关职能部门尚没有正式出台行业标准和规范，众多厂家的无负压技术各有不同。

什么是真正的无负压技术不能仅凭一家之言，希望同行业的朋友能多多探讨，去伪存真，以共同推动供水事业的发展。

信真理
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