二次供水作為城市供水的“最后一公里”，是保障供水質量和安全的最后一道關。近年來，我國供水事業伴隨人民生活品質的高質量發展不斷升級，對于二次供水環節的建設與管理也提出了更高的要求。
“供水的最后一公里的重點問題，總結起來可以歸納為六個字：‘水質、水量、水壓’，做到這三點可以確保整個供水系統水質安全以及水壓的舒適。”上海中韓杜科泵業制造有限公司（簡稱：中韓杜科）副總經理沈月生在“2021(第六屆)供水高峰論壇”上指出。
中韓杜科創辦于2008年，專注于城鎮供水、建筑工程用泵、水處理，以及成套供排水設備的研發制造。多年來，中韓杜科為水務行業提供系統設備的研發制造、銷售服務、機電工程安裝、運維服務四維一體的專業化服務。在論壇上，沈月生詳細介紹了中韓杜科在二次增壓供水建設環節的技術創新與實踐。
沈月生
什么是數字集成全變頻控制供水技術？
二次增壓供水是我國的國情，在我國，城鎮居民70%左右的飲用水是通過二次增壓獲取，而自來水水質保障的關鍵在于最后一公里的二次增壓段。沈月生表示，二次增壓供水建設管理水平如何，將直接關系到廣大居民切身的利益，并影響供水企業的供水服務質量。供水的最后一公里的重點問題，總結起來可以歸納為六個字：“水質、水量、水壓”。
圍繞這些問題，有五個方面值得水務人關注：第一、二次加壓設備的安全可靠性；第二、生命周期的高效節能；第三、便捷通用性；第四、智能化程度（物聯網）；第五、水質保障。
目前，我國已經對數字集成全變頻控制供水技術做出明確的定義，國家標準《數字集成全變頻控制恒壓供水設備》GB/T37892 -2019中指出，數字集成全變頻控制供水技術為泵組中每臺水泵獨立配置數字集成水泵專用變頻控制器，并通過現場控制總線網絡（CAN總線方式）相互通信、聯動控制，無需二次編程，通過顯示屏實現泵組運行參數的設定與調整，使兩臺或兩臺以上工作泵同時、同步、同頻率全變頻運行的控制方式。
數字集成全變頻控制供水設備可以實現多臺水泵同時同頻率均衡運行，既可用于建筑增壓領域、也可以用于市政給水領域、工業給水領域、最小的可用于戶內增壓。
數字集成全變頻控制技術，五大優勢保障供水安全
沈月生介紹，數字集成全變頻控制供水設備有五個突出的特點和優勢：
1、安全可靠性
要讓二次增壓系統的安全可靠，并真正意義上實現全自動無人值守，需要關注三個部分：
一是水泵、變頻控制器、傳感器等關鍵部件均冗余備份；
二是變頻驅動電路、邏輯控制電路數字化；
沈月生指出，數字變頻系統與傳統增壓系統的重要區別就是完全自動化。水泵電機變頻驅動電路實現集成化，增壓設備邏輯控制電路實現了數字化。
數字變頻系統體積更小，可靠性更高，因故停機概率大大降低。據中國科學院科技查新《科技查新報告》查詢結果顯示，數字集成全變頻控制供水設備比傳統繼電器電路控制供水設備因故停水的概率降低可達80%。
傳統增壓系統VS數字變頻系統
三是提高設備防護等級。
供水設備中80%的故障是防護等級不高引起的故障。數字集成變頻控制器為模塊化功能結構設計，各組成件以即插件形式封裝在一個防護等級達到IP55的殼體內，克服了傳統變頻控制柜體積大、安全防護等級低的問題，降低因泵房環境因素導致的泵機故障。
2、節能技術措施
數字變頻的顯著特征之一是可以建立多臺水泵之間的相互聯系，通過CAN現場控制總線技術實現多臺水泵運行時負載平均分攤。能夠避免水泵運行偏離工況區。實現節約運行能耗，較傳統變頻增壓給水設備節電10%左右。
3、便捷通用性（無需編程）
數字集成全變頻控制供水設備采用全中文菜單，不需要對應用場景進行二次編程，采用圖形化、菜單式人機界面，操作非常簡單。
整個系統的安裝形式也非常便捷，既可以與水泵集成于一體，又可以單獨安裝在機房或其他位置，同時可以安裝在任何標準水泵電機外殼。在二次供水舊改工程中，以及水務應急供水保障工作中，可以快速實現全自動無人值守供水,保障舊改（應急）期間的供水安全。
4、智能化程度
數字變頻系統具有很高的智能化程度，多臺水泵通過 CAN現場控制總線并聯通訊，外部通過RS485外部通訊和平臺互聯互通，可以使變頻器報警停機自動復位，同時實現止回閥故障回水診斷、易損件壽命預警、通過外部通訊實現設備物聯網等等。
系統根據軸承、機械密封的使用時間，對軸承和機械密封件的壽命進行預警，提示用戶進行預防性檢查和維護。同時也可以根據每臺水泵的累積耗電量作為水泵切換的判定依據，以實現多臺水泵均衡磨損。
5、水質保障
沈月生指出，二次供水作為整個城市供水系統的最后一公里，水質保障是重中之重。在水箱（池）部分，數字變頻系統針對水箱（池）蓄水和用水的管理建立模型，實現更合理的供水形式。根據水箱（池）蓄水供給時間和高峰期時間進行錯峰補水（優先在夜間等低負荷情況下補水）。遇特殊用水條件，可控制進水閥門開度進行補水。根據補水量控制水池（箱）蓄水停留時間（即水齡）。
歸納數字變頻系統的優勢，整個系統呈現出五個顯著特征：
第一，進一步提高增壓設備使用安全性，降低停水概率；
第二，避免水泵運行偏離效率區，同等工況可節約10%左右的電耗；
第三，水泵、傳感器、變頻控制器等關鍵部件冗余備份；
第四，解決泵房超市的環境不利因素，IP55防護等級，防塵土、防淋水；
第五，產品標準化，智能化程度高，使用維護便捷。
產品解決方案&應用實例
沈月生介紹了數字變頻系統的多個解決方案以及在不同案例中的實踐與應用：
產品解決方案
1、數字集成全變頻控制微型供水設備
該設備技術特點為標準化設計、變頻控制運行、高效加長軸電機、低噪音、成套設備、使用維護便捷等；可以很好地應用在供水舊改、建筑豎向或橫向增壓、小型循環系統增壓、別墅、家庭、園林、酒店、環保、單體建筑、小空調系統領域。
數字集成全變頻控制微型供水設備
2、數字集成全變頻控制恒壓給水系統
該系統每臺泵配有一臺數字集成變頻控制器，可以相互通迅，效率均衡聯動運行；恒壓供水, 低噪音，高效率。
數字集成全變頻控制恒壓給水系統
3、數字集成全變頻控制疊壓給水系統
該系統實現疊壓供水，特點為每臺泵配有一臺數字集成變頻控制器；可以相互通迅效率均衡聯動運行；泵和變頻系統100%備用；IP55防護等級。
數字集成全變頻控制疊壓給水系統
4、數字集成全變頻控制戶外型智能一體化箱式泵站
該系統實現疊壓/恒壓供水，適用于城鄉一體化泵站建設。特點為每臺泵配有一臺數字集成變頻控制器；可以相互通迅效率均衡聯動運行；泵和變頻系統100%備用；全自動無人值守、定制化設計；IP55防護等級。
數字集成全變頻控制戶外型智能一體化箱式泵站
5、數字集成全變頻控制自來水加壓泵站
數字集成的全變頻控制自來水加壓泵站是轉輸型、調節型、疊壓型供水泵站，可以作為水務公司應急供水裝備。特點為每臺泵配有一臺數字集成控制器；可以相互通迅負載均衡聯動運行；泵和變頻系統、傳感器互為備用；恒壓供水, 低噪音，高效率；全自動無人值守、定制化設計；大、中、小水泵匹配設計，交替運行控制。
數字集成全變頻控制自來水加壓泵站
6、臨時（應急）供水系統
單臺水泵配置有數字集成變頻控制器即組成為一個獨立的增壓供水系統，只需接通電源，即可全自動投入運行，滿足臨時（應急）供水的需要，也可以將多臺獨立的泵系統通過CAN總線組合為一個大系統，實現多臺臨時（應急）供水泵系統聯動控制運行。可以實現恒壓供水, 變壓變流量供水，變頻控制器與水泵電機防護等級一致IP55。
實踐與應用
沈月生介紹了該技術在實際案例中的實踐與應用：
1、十三五水專項——上海青浦朱溪佳苑水質提升舊改項目
上海青浦朱溪佳苑水質提升舊改項目采用全變頻的增壓系統，改善水質效果顯著。
泵房改造后
2、城投水務集團-黃浦工春江小區-上海市高品質飲用水示范工程
上海市高品質飲用水示范工程是城投水務集團推行的高品質飲用水示范項目，中韓杜科作為該項目的系統集成商，負責泵房設計、工程設計、產品制造等。
沈月生介紹，該項目強調對優質飲用水水源的控制，在水箱部分，中韓杜科將低位水池改成316L，加裝電磁閥和液位變送器、高位水箱，內部貼瓷磚，裝電磁閥和液位變送器，可以將水箱蓄水控制在8小時以內，降低水齡，更好的保障供水安全。
二次供水信息化平臺
3、福州市自來水有限公司二次供水標準化泵房示范項目
福州市自來水有限公司建設的二次供水標準化泵房項目，是中韓杜科解決方案在新建住宅建筑二次增壓供水領域的應用。該泵房采用數字集成全變頻系統，是行業內首座AAAAA級二次供水泵房。
福州自來水二次供水標準化泵房項目
4、中國地質大學武漢校區舊改項目（節水、節能應用實例）
在舊改領域，數字變頻設備除了安全節能，在節水方面也具備優勢。沈月生介紹了中國地質大學武漢校區舊改項目，改造后數據顯示，漏損率降低13.7%，運行電耗降低36%，在節水節能方面取得了很好的成效。
中國地質大學武漢校區舊改項目
5、數字集成全變頻控制自來水加壓泵站——廣東佛山眉樵河泵站
廣東佛山眉樵河泵站是數字變頻系統在區域給水泵站當中的應用。該泵站日供水量15萬噸/日，水泵階梯式設計，滿足不同供水負荷期間的運行要求，實現運行負載與實際需求相匹配。
廣東佛山眉樵河泵站
沈月生表示，目前在技術規范標準體系方面，國家圍繞數字集成全變頻控制技術頒布了工程標準、國家標準圖集、國家標準等。同時很多省市標準也將數字集成全變頻控制供水技術引入，并作為地方二次供水建設標準的要求之一，同時，也有一些城市的水務集團內部的企業標準也將數字集成全變頻控制技術采納引用，作為其水務內部二次供水建設的技術標準要求。
當傳統水泵在制造工藝和材料技術領域已經很難找到技術突破的當下，數字集成全變頻控制技術將為二次供水技術的變革之路打開一扇大門。
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