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一、 供水係統節能概述:

      在供水係統中,最基本的控製對象是流量,供水係統的基本任務就是要滿足用戶對流量的需求。目前,常見的流量控製方式有閥門控製和轉速控製兩種。

      1.   閥門控製:

      即通過調節閥門開度來控製流量。此時,供水係統的管道阻力將隨閥門開度的改變而改變,而揚程特性保持不變。在供水係統設計時,其水泵揚程及供水流量都是以滿足用戶的最大可能需求而選定的,且留有一定餘量。而實際應用當中,係統在大部分時間裏都是非滿負荷運行的,這就必須要減小閥門開度,調整供水流量。這樣,管道阻力隨之增大,從而產生大量的截流損失。這種控製方式不僅會浪費許多電機輸出功率,而且因為管阻特性的改變,整個係統的供水效率也會大為降低。 

      2.   轉速控製:

      即通過改變水泵的轉速來調節流量,而閥門的開度保持不變(一般保持最大開度)。當水泵轉速改變時,供水係統的揚程特性隨之改變,而管阻特性不變。

      在這種控製方式下,通過變頻調速技術改變水泵電機的轉速,水泵的供水流量可隨著用水流量的改變而改變,達到真正的供需平衡,在節能的同時,也可使整個係統達到最佳工作效率。隨著變頻調速技術的日趨成熟,這種控製方式得到了越來越多的推廣應用。

 

二、節能原理:

      由流體力學理論可知,大部分流體傳輸設備(如離心式水泵、風機等)的輸出流量Q與其轉速n成正比;輸出壓力或揚程P與其轉速n的平方成正比;輸出功率N與其轉速n的三次方成正比,用數學公式可表示為:

                                      

 

 由上述原理可知,降低水泵的轉速,水泵的輸出功率將下降更多。例如,將電機的供電頻率由50Hz降為45Hz,則理論上,頻率改變後與改變前的輸出功率之比為(45/50)3 = 72.9%。貴司長期實踐證明,在供水係統中接入變頻節能係統,利用變頻技術改變水泵轉速來調節管道中的流量,以取代閥門調節方式,能取得明顯的節能效果,一般節電率都在30%以上。另外,變頻器的軟啟動功能及平滑調速的特點可實現對流量的平穩調節,同時減少啟動衝擊並延長機組及管組的使用壽命。

 

 

三、恒壓供水節能方案:

      如上所述,流量是供水係統的基本控製對象,供水流量需要隨時滿足用水流量。在供水係統中,管道中的水壓能夠充分反映供水能力與用水需求之間的關係:

   供水流量 > 用水流量   →  管道水壓上升

   供水流量 < 用水流量   →   管道水壓下降

   供水流量 = 用水流量   →   管道水壓不變

所以,保持管道中的水壓恒定,就可保證該處供水能力恰好滿足用水需求,這就是恒壓供水係統所要達到的目的。 

1、恒壓供水係統框圖

 

          

 

圖1為變頻恒壓供水係統框圖,供水壓力由用戶在PID調節器上設定,同時壓力傳感器將管路的實際壓力反饋給PID調節器,經過PID算法得出的比較變量將以模擬量的形式接入到變頻器的頻率設定端,再由變頻器控製電機及水泵的轉速、最終調節水泵的輸出流量達到恒壓供水目的,滿足供水及用水平衡。

整個控製過程如下:

 

 

    

      2、電器控製方案:

        貴司水泵電機清單如下:

 

    

 

 

    以上數據表明,貴司供水係統都為多泵供水係統,用水需求有一定變化,因每組水泵的數量不多,所以水泵的起停切換頻率不會太高,從投資效益方麵考慮,建議貴司采用一拖二節能控製模式:

即方案一:每兩台水泵為一組安裝一台變頻器,其中任意一台水泵做常用泵、一台為備用泵;

方案二:每兩台水泵為一組安裝一台變頻器,可選擇其中任意一台水泵做主泵、由變頻器直接拖動進行變頻運行;另一台水泵做輔泵、根據用水需求由變頻器多功能輸出端子自動控製其起停,輔泵隻做工頻運行。 

      因此,222KW電機需配1ADT 22KW變頻器;445KW電機配2ADT 45KW變頻器,其中2台常用泵用方案二,另外1台常用泵和1台備用泵用方案一,平時可同時啟動兩台水泵做變頻節能運行,充分挖掘節能空間;655KW電機需配3ADT 55KW變頻器,其中2台常用泵用方案二,其他2台常用泵和2台備用泵用方案一。

      每台電機的電路上都加安裝了市電節電接觸器,這樣可以有自動手動兩種工作模式選擇:手動模式下,變頻器不工作,整套係統按原有方式手動起停、工頻運行;自動模式下,主泵(1#2#任選)由變頻器直接拖動,輔泵則由變頻器多功能端子控製,原有啟動按鈕無效。

      該方案的特點是投入設備少,操作簡單,故障率低,非常適合水泵數量較少的恒壓供水係統。

 

四、節能係統特點:

1、變頻器界麵為LED顯示,設定參數豐富;鍵盤布局簡潔、易於操作;

2、變頻器有過流、過壓、過熱、缺相等多種電子保護裝置,並具有故障報警輸出功能,可有效保護供水係統的正常運作;

3、專用數字PID調節器為LED雙屏顯示,參數設定方便,易於監控;

4、加裝變頻節能器後,水泵電機具有軟啟動及變頻調速功能,可有效降低係統的機械磨損,同時減輕管路負擔;

5、手動”“自動兩種工作模式,在變頻器出現故障的情況下,仍可按原有工作方式繼續運行。

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