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中达菱科小区变频恒压供水系统(一)

作者:来来来 整理:本网站论文网 录入时间:2011-12-14 00:05:00

  

  一、 概述

  交流电机变频调速技术是一项业已广泛应用的节能技术。由于电子技术的飞速发展,变频器的性能有了极大提高,它可以实现控制设备软启软停,不仅可以降低设备故障率,还可以大幅减少电耗,确保系统安全、稳定、长周期运行。

  长期以来区域的供水系统都是由市政管网经过二次加压和水塔或天面水池来满足用户对供水压力的要求。在小区供水系统中加压泵通常是用最不利用水点的水压要求来确定相应的扬程设计,然后泵组根据流量变化情况来选配,并确定水泵的运行方式。由于小区用水有着季节和时段的明显变化,日常供水运行控制就常采用水泵的运行方式调整加上出口阀开度调节供水的水量水压,大量能量因消耗在出口阀而浪费,而且存在着水池“二次污染”的问题。变频调速技术在给水泵站上应用,成功地解决了能耗和污染的两大难题。转载于 无忧论文网 http://www.wypaper.com

  二、 变频节能理论

  1、交流电机变频调速原理

  交流电机转速特性:n=60f(1-s)/p,其中n 为电机转速,f为交流电频率,s 为转差率,p为极对数。

  电机选定之后s 、p则为定值,电机转速n和交流电频率f 成正比,使用变频器来改变交流电频率,即可实现对电机变频无级调速。

  2、根据离心泵的负载工作原理可知:

  流量与转速成正比:Q∝N

  转矩与转速的平方成正比:T∝N2

  功率与转速的三次方成正比:P∝N3

  而且变频调速自身的能量损耗极低,在各种转速下变频器输入功率几乎等于电机轴功率,由此可知在使用变频调速技术供水时,系统中流量变化与功率的关系:

  P变=N3P额=Q3P额

  采用出口阀控制流量的方式,电机在工频运行时,系统中流量变化与功率的关系:P阀=(0.4+0.6Q)P额

  其中,P为功率

  N为转速

  Q为流量

  例如设定当前流量为水泵额定流量的60%,则采用变频调速时P变=Q3P额=0.216P额,而采用阀门控制时P阀=(0.4+0.6Q)P额=0.76P额,节电=(P阀-P变)/P阀*100%=71.6%。

  流量% 100 90 80 70 60 50

  节电率% 0 22.5 41.8 61.5 71.6 82.1

  由此可见从理论计算结果可以看到节能效果非常显著,而且在实际运行中小区变频恒压供水技术比传统的加压供水系统还有自动控制恒压、无污染等明显优势。

  而且新型的小区变频恒压供水系统能自动地控制一至多台主泵和一台休眠泵的运行。在管网用水量减少到单台主泵流量的约1/6-1/8时,系统自动停止主泵,启动小功率的休眠泵工作,保证系统小流量供水,解决小流量甚至零流量供水时大量电能的浪费问题,从运行控制上进一步节能。

  三、 变频恒压供水系统及控制参数选择

  1、变频恒压供水系统组成

  小区变频恒压供水系统通常是由水池、离心泵(主泵+休眠泵)、压力传感器、PID调节器、变频器(主泵+休眠泵)、管网组成(如图1)。工作流程是利用设置在管网上的压力传感器将管网系统内因用水量的变化引起的水压变化,及时将信号(4-20mA或0-10V)反馈PID调节器,PID调节器对比设定控制压力进行运算后给出相应的变频指令,改变水泵的运行或转速,使得管网的水压与控制压力一致。

  2、变频恒压供水系统的参数选取

  (1)、合理选取压力控制参数,实现系统低能耗恒压供水。这个目的的实现关键就在于压力控制参数的选取,通常管网压力控制点的选择有两个:一个就是管网最不利点压力恒压控制,另一个就是泵出口压力恒压控制。两者如何选择。

  管网最不利点压力恒定时,管网用水量由QMAX减少到Q1,水泵降低转速,与用水管路特性曲线A(不变)相交于点C,

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